DE69218447T2

DE69218447T2 - Walze mit mitteln zum axialen bewegen derselben

Info

Publication number: DE69218447T2
Application number: DE69218447T
Authority: DE
Inventors: Gustav Rennerfelt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-10-09
Filing date: 1992-10-08
Publication date: 1997-07-03
Anticipated expiration: 2012-10-09
Also published as: DE69218447D1; SE500254C2; WO1993006999A1; SE9102938L; SE9102938D0; EP0607283B1; JPH06511442A; US5415095A; EP0607283A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Umwandeln der Drehbewegung eines Zylinders in eine axiale Hin- und Herbewegung desselben, mit einer feststehenden Achse, die eine Symmetrieachse aufweist, wobei der Zylinder zur schnellen Drehbewegung um die feststehende Achse und zur axialen Bewegung relativ zu derselben gelagert ist; einem exzentrischen Getriebe, das einen ersten Zahnkranz, der mit einer Innenverzahnung versehen ist, und einen zweiten Zahnkranz aufweist, der mit einer Außenverzahnung versehen ist, und das exzentrisch gelagert ist, wobei sich die Zähnezahl der jeweiligen Zahnkränze voneinander unterscheidet; einer Nockeneinheit, die eine Nockennut und eine Rolle aufweist, die mit der Nut in Eingriff steht; und Kupplungsmittel zum Übertragen der Drehbewegung mit unterschiedlicher Drehzahl von dem exzentrischen Getriebe zu der Nockeneinheit derart, daß die Drehbewegung in eine axiale Hin- und Herbewegung des Zylinders umgewandelt wird. Die Erfindung betrifft insbesondere Verteilungszylinder in Druckmaschinen.
Verteilungszylinder werden in Druckmaschinen zum Glattstreichen der Farbschicht an einer oder mehreren entgegengesetzt zueinander drehenden Druckwalzen verwendet. Durch den Verteilungszylinder, der mittels der Druckwalze oder der entgegengesetzt zueinander drehenden Druckwalzen gleichzeitig angetrieben wird, wenn der Zylinder in Richtung seiner Längsachse hin- und herbewegt wird, wird die Farbschicht, die schließlich auf die Druckplatten auftrifft, glattgestrichen oder ausgeglichen. Ein schlechter Ausgleich der Farbschicht hat Druckmängel, wie gestreiften Druck, zur Folge.
Die axiale Hin- und Herbewegung des Verteilungszylinders kann eine gleichmäßige, sinusförmige Bewegung sein, deren Frequenz mit der Druckgeschwindigkeit gekoppelt ist. Diese Frequenz hängt von vielen Maschinenfaktoren ab, liegt jedoch oft im Bereich von 0,5 - 2 Hz bei normalen Druckgeschwindigkeiten. Der Verteilungszylinder soll nicht senkrecht zu der Umfangsfläche des Zylinders schwingen, da derartige Schwingungen unerwünschte Muster in der Farbschicht, die ausgeglichen werden soll, zur Folge haben können.
Die axiale Bewegung des Zylinders wurde früher mit Vorrichtungen erreicht, die Hebel, Untersetzungsgetriebe und Nockenkurven aufweisen, die alle außen an dem Maschinenrahmen innerhalb von Schutzwänden befestigt sind. Es ist auch normal, daß jede Farbvorrichtung bis zu vier Verteilungszylinder aufweist. Es ist verständlich, daß viele mechanische Mechanismen der zuvor beschriebenen Art normalerweise erforderlich sind, um die Hin- und Herbewegung all dieser Zylinder zu erzeugen.
Die Einbeziehung eines Mechanismus in einen Verteilungszylinder, um diese axiale Bewegung zu erreichen, ist ein alter Gedanke, der in Papierbogen-Offset-Druckmaschinen verwendet wurde. Die Verteilungszylinder in diesen Maschinen drehen sich nicht so schnell, wie die Zylinder in modernen Papierbahn-Offset-Druckmaschinen. Demzufolge ist es nicht erforderlich, daß die Untersetzung des Verhältnisses der Geschwindigkeit des Zylinders zu der Frequenz der axialen Bewegung des Zylinders so groß ist. Eine typische Untersetzung in diesen bekannten Vorrichtungen ist 9:1.
Eine bekannte Konstruktion dieser Art kann nicht auf Papierbahn-Offset-Druckmaschinen übertragen werden, da sich die Walzen derartiger Maschinen mit hohen Geschwindigkeiten drehen, und das geringe Untersetzungsverhältnis würde dann eine derartig hohe Axialbewegungsfrequenz zur Folge haben, daß das Auftreten von schädlichen Schwingungen riskiert wird.
Es ist richtig, daß ein befriedigendes Untersetzungsverhältnis, das vorzugsweise im Bereich von 30:1 - 40:1 liegt, durch Einbeziehung von mehrstufigen Getrieben erreicht werden kann. Ein derartiger Aufbau bietet Vorteile, wie eine Erleichterung des Austausches des gesamten Mechanismus oder von Teilen davon ohne Zerstörung des Verteilungszylinders, allgemein gesagt, unabhängig von der Länge des Zylinders
Ein Aufbau dieser Art weist jedoch auch bedenkliche Nachteile auf, wie:
a) Strenge Gleichgewichtsanforderungen in Bezug auf den gesamten Verteilungszylinder.
b) Geringe Effizienz des Getriebemechanismus. Wärmeemission entlang des Zylinders, welche die Viskosität der Farbe und dementsprechend die Qualität des resultierenden Drucks beeinflußt.
c) Die belastungstragenden Teile des Getriebemechanismus weisen eine kurze verfügbare Lebensdauer infolge der großen Anzahl von bewegbaren Teilen und des Spiels auf, das frühzeitig auftritt, gekuppelt mit relativ häufigen Wartungen.
d) Der Aufbau ist infolge der großen Anzahl an bewegbaren Teilen auch kostenaufwendig.
Die DE 2045717 offenbart einen Verteilungszylinder-Mechanismus, der ein einstufiges Untersetzungsgetriebe und eine Nockenkurven-Einheit aufweist. Das Untersetzungsgetriebe ist mit einem exzentrisch gelagerten Zahnrad versehen, das mit einem Innenzahnkranz in Eingriff steht, der mit dem drehbaren Zylinder verbunden ist. Mit der gleichzeitig verfügbaren Getriebeuntersetzung ist es möglich, eine maximale Untersetzung von über 9:1 in dieser einzigen Stufe zu erreichen. Das außenverzahnte Rad, das auf einer feststehenden Achse gelagert ist, überträgt exzentrisch eine leicht übersetzte Drehzahl auf die Nockenkurven-Einheit mittels eines x-y-Gelenkmechanismus.
Der bekannte Verteilungszylinder-Mechanismus weist zwei grundsätzliche Merkmale auf, die sich als unzweckmäßig für die Verwendung in schnellaufenden Papierbahn-Offset-Druckmaschinen erweisen, nämlich:
1) Die Untersetzung ist zu gering. Das heißt, daß die Axialbewegung des Zylinders mit einer unzulässig hohen Frequenz weit über der gewünschten Freuquenz erfolgt, die im Bereich von 0,5 - 2 Hz liegt, wie zuvor erwähnt ist.
2) Der x-y-Gelenk-Übertragungsmechanismus ist für die Übertragung der Drehbewegung des exzentrisch gelagerten Zahnrades auf die Drehachse der Nockenkurven-Einheit bestimmt. Die Masse des x-y-Gelenkmechanismus schafft ein Ungleichgewicht, das Schwingungen und Reibungswärme zur Folge hat.
Es ist selbstverständlich möglich, ein x-y-Gelenksystem mit einer universellen Antriebsachse, Membrankupplungen oder winkelverzahnten Kupplungen zu ersetzen. Dies macht jedoch den Aufbau komplizierter und kostenaufwendiger. Außerdem weist ein Aufbau dieser Art viele Bauelemente auf, die sich wegen übermäßigen Spiels lösen können und dementsprechend das Ungleichgewicht und Schwingungen erhöhen.
Eine Anordnung des Typs, der insgesamt in der Einleitung der Beschreibung definiert ist, ist zuletzt aus der US 2 040 331 bekannt. In dem Fall weist jedoch das exzentrische Getriebe zwei axial im Abstand voneinander angeordnete Zahnkränze auf, die mit einem gemeinsamen Antriebsritzel in Eingriff stehen, das heißt, daß zwei Sätze von Zähnen ineinandergreifen und eine beträchtliche Menge an Wärme entwickeln. Weiter ist der Mechanismus, den der Zylinder nach der US 2 040331 aufweist, mit einer großen Anzahl von Bauelementen versehen, die zusammen die Anordnung kompliziert und kostenaufwendig machen.
Eine ähnliche Anordnung von drehbaren Zylindern in Druckmaschinen ist in der US 4 646 638 offenbart. Diese Anordnung ist jedoch noch komplizierter und kostenaufwendiger, als die in der US 2 040 331 offenbarte Anordnung.
Das primäre Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile der zuvor genannten Farbverteilungszylinder zu beseitigen und einen Zylinder zu schaffen, der einfach und kostengünstig herzustellen und während des Betriebes in der Lage ist, Drehbewegungen mit hoher Geschwindigkeit in axiale Bewegungen umzuwandeln, die eine moderate Frequenz aufweisen. Das Ziel wird durch zwei Hauptversionen der Erfindung erreicht, einer ersten Version, die im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Anspruchs 1 definiert ist, und einer zweiten Version, die im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Anspruchs 4 definiert ist. Bevorzugte Ausführungsformen der zwei Versionen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Die Erfindung wird nun ausführlich mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in denen
Figur 1 eine Axialschnittansicht eines Verteilungszylinders ist, der mit der erfindungsgemäßen Anordnung versehen ist;
Figur 2 eine modifizierte Ausführungsform der Anordnung ist, die aus Figur 1 ersichtlich ist;
Figur 3 eine Axialschnittansicht einer noch anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung ist;
Figur 4 eine Variante der Anordnung darstellt, die aus Figur 3 ersichtlich ist;
Figur 5 eine andere Variante der Anordnung darstellt, die aus Figur 3 ersichtlich ist, und
Figur 6 noch eine andere Variante der Anordnung darstellt, die aus Figur 3 ersichtlich ist.
Figur 1 stellt eine Anordnung gemäß der Erfindung dar. Die Anordnung befindet sich in einem Modul, welches in das eine Ende eines Verteilungszylinders oder eines Farbabstreichzylinders eingesetzt und daran befestigt werden kann. Die erfindungsgemäße Anordnung ist auf einer Hohlachse 1 befestigt. Obwohl es nicht ersichtlich ist, erstreckt sich eine Mittelachse des Verteilungszylinders durch die Hohlachse 1 hindurch, und das andere Ende des Verteilungszylinders ist um die Mittelachse drehbar gelagert. Die Mittelachse (nicht ersichtlich) ist mit einem Druckmschinenrahmen verbunden. Ein Zylinder 2 ist drehbar um die Hohlachse mittels Stirnwänden 31 4 und Nadellagern 5, 6 angebracht. Die Hohlachse 1 und die Mittelachse (nicht ersichtlich) sind feststehend. Der Verteilungszylinder und folglich der Zylinder 2 werden mit einer hohen Drehzahl mit Hilfe von nicht dargestellten Mitteln angetrieben. Diese Drehbewegung soll in eine langsame Axialbewegung des Zylinders 2 mit Hilfe der erfindungsgemäßen Anordnung umgewandelt werden. Die Frequenz dieser Axialbewegung soll in der Größenordnung von 0,5 Hz liegen.
Um den Zylinder 2 axial bewegen zu können, weist der Zylinder einen ersten Zahnkranz oder Ring 7 auf, der mit einer Innenverzahnung an der Innenfläche des Zylinders versehen ist. Ein zylindrisches Element 8 weist eine Nockennut 9 an seinem einen Ende und einen zweiten Zahnkranz oder Ring 10 mit einer Außenverzahnung an seinem anderen Ende auf. Die Nockennut 9 weist zwei Flächen 11, 12 auf. Eine Walze oder Rolle 13 läuft in der Nockennut 9 und weist ein Kugellager auf, das mit einer gewölbten oder abgerundeten Lauffläche 14 versehen ist. Die Rolle ist mit einem Bolzen 15 versehen, welcher durch einen Teil 16 einer Hülse 17 an der Stimwand 4 hindurchtritt. Der Bolzen 15 und dementsprechend die Rolle 13 sind an dem Zylinder 2 mittels einer Schraube 18 befestigt. Die Rolle dreht sich um eine Drehachse 19. In Umfangsrichtung des zylindrischen Elements 8 gesehen, weist die Nockennut 9 eine sinusförmige Gestalt auf.
Das zylindrische Element 8 ist schräg in einem Winkel Vº relativ zu der Hohlachse 1 mittels zweier Lagerbuchsen 20, 21 angeordnet, die auf der Hohlachse 1 befestigt sind. Das Element 8 ist drehbar mittels Kugellagern 22, 23 gelagert, die an seinem jeweiligen Ende angebracht sind. Das Kugellager 22 ist auf der Lagerbuchse 20 und das Kugellager 23 auf der Lagerbuchse 21 befestigt.
Die Symmetrieachse der Hohlachse 1 ist mit 24 bezeichnet, wobei die Symmetrieachse des zylindrischen Elements 8 mit 25 bezeichnet ist. Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der Winkel Vº zwischen den Symmetrieachsen 24, 25 0,45º. Die äußeren zylindrischen Flächen der Lagerbuchsen 20, 21 sind ebenfalls in einem Winkel Vº relativ zu der Symmetrieachse 24 angeordnet. Die Lagerbuchse 20 weist die Form eines exzentrischen Ringes auf. Die Exzentrizität des Ringes ist so ausgewählt, daß die Außenverzahnung an dem zweiten Zahnkranz 10 mit der Verzahnung des ersten Zahnkranzes 7 ineinandergreift. Die schräggestellte exzentrische Lagerbuchse 20, das Kugellager 22, der Zahnkranz 10 und der Zahnkranz 7 bilden zusammen ein exzentrisches Getriebe. Dieses exzentrische Getriebe ist vorzugsweise derart aufgebaut, wie in der US-Patentanmeldung 5,030,184 beschrieben ist, das heißt, daß die Differenz zwischen der Zähnezahl des ersten Zahnkranzes 7 und der Zähnezahl des zweiten Zahnkranzes 10 in der Größenordnung von 1 bis 2 liegt. Da das Element 8 schräggestellt ist, ist es auch zweckmäßig, den Ring 10 in konischer Form mit einem Konuswinkel von 2 x Vº auszubilden. Daraus resultiert eine Linienauflage zwischen den gegenseitig ineinandergreifenden Zähnen. Die Zähne an dem Zahnkranz 7 weisen eine derartige axiale Länge auf, daß sie stets ein gegenseitiges Ineinandergreifen zwischen dem Zahnkranz 7 und dem Zahnkranz 10 unabhängig von der axialen Position des Zylinders 2 erreichen.
Die gesamte Baugruppe, die das Element 8, die Kugellager 22, 23 und die Lagerbuchsen 20, 21 aufweist; wird axial mittels einer Mutter 26 gespannt gehalten werden, welche vorzugsweise sehr fest angeschraubt wird und anschließend mittels Leim oder irgendeinem entsprechenden Mittel festgelegt wird. Die Baugruppe ist in der axialen Position auf der Hohlachse 1 mittels Sprengringen 27, 28 befestigt. Die Lagerbuchse 21 und die schräggestellte exzentrische Lagerbuchse 20 sind mittels eines jeweiligen zylindrischen Bolzens 29, 30 festgelegt, so daß die gegenseitige Winkelposition zwischen den Lagerbuchsen erhalten bleibt.
Bei der bevorzugten Ausführungsform weist der erste Zahnkranz 7 siebzig Zähne und der zweite Zahnkranz 10 achtundsechzig Zähne auf. Wenn der Zylinder 2 eine Umdrehung ausgeführt hat, wird das zylindrische Element 8 eine Umdrehung und zusätzlich zwei Zahnteilungen gedreht. In anderen Worten haben sich der Zylinder 2 und das Element 8 zwei Zahnteilungen relativ zueinander gedreht. Das Element 8 dreht sich daher langsam relativ zu dem Zylinder 2, an welchem die Rolle 13 angebracht ist. Jedoch drehen sowohl der Zylinder 2 als auch das Element 8 mit einer sehr hohen Geschwindigkeit relativ zu der feststehenden Hohlachse 1. Es ist also verständlich, daß die Achse 25 des Elements 8 feststehend ist.
Während dieser langsamen relativen Drehbewegung zwischen dem Zylinder 2 und dem Element 8 bewegt sich die Rolle 13 entlang der Nockennut 9, wodurch der Zylinder 2 langsam in die Richtung von dessen Hauptachse bewegt wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform muß sich der Zylinder 2 vierunddreißig Umdrehungen drehen, um eine axiale Hin- und Herbewegung von beispielsweise 20 mm von Maximal- zu Maximalwert zu erreichen. Die Rolle 13 weist einen Außendurchmesser auf, der um 0,03 mm kleiner als die Breite der Nockennut 9 ist. Die Rolle rollt wahlweise auf der einen oder anderen Nockenfläche 11, 12 in Abhängigkeit von der Richtung ab, in welcher sich der Zylinder 2 axial bewegt.
Bei dem Axialschnitt in Figur 1 ist die Lagerbuchse 20 derart positioniert, daß deren maximale Exzentrizität in ihrem oberen Bereich liegt. Daher ist, wenn das Element 8 die Position einnimmt, die aus Figur 1 ersichtlich ist, die Nockennut 9 in einem Winkel von Vº relativ zu der Drehachse 19 der Rolle schräggestellt. Wenn das Element 8 aus dieser Position um 90º gedreht wird, liegen die Drehachse 19 und die Nockennut 9 parallel zueinander. Wenn das Element 8 dann um weitere 90º gedreht wird, liegt der Winkel Vº, der durch die Drehachse 19 und die Nockenfläche bestimmt wird, in der entgegengesetzten Richtung (relativ zu der Position, die aus der Figur 1 ersichtlich ist).
Die Nockennutflächen 11, 12 "schwanken" daher um einen Winkel ± Vº relativ zu der Drehachse 19 der Rolle 13. Diese "Schwankbewegung" erfolgt mit einer hohen Frequenz und entspricht der Drehzahl des Zylinders 2. Eine Drehzahl in der Größenordnung von 1200-2000 Umdrehungen pro Minute ist nicht unüblich und entspricht einer "Schwankfrequenz" in der Größenordnung von 20-33 Hz. Wenn die Lauffläche der Rolle 13 zylindrisch ausgebildet wäre, würde diese "Schwankbewegung" bewirken, daß die Nockenflächen 11, 12 am oberen bzw. unteren Rollenrand festgeklemmt werden. Eine solche Randauflage ist unerwünscht, da sie die Rolle 13 an der Drehbewegung hindern und nachfolgend die Kugellager beschädigen würde. Ein Vorteil, der durch die Erfindung geschaffen wird, besteht darin, daß die Lauffläche der Rolle 13 gewölbt (gekrümmt) ist. Diese Wölbung nimmt die "Schwankbewegung" der Nockenfläche auf. Als ein Ergebnis der Wölbung ist der Kontakt zwischen der Rolle und den Nockenflächen 11, 12 punktförmig, und die Rolle läuft nach oben und unten relativ zu der parallaktischen Ebene der Wölbung.
Da das Element 8 relativ zu der Symmetrieachse 24 schräggestellt ist, rollt die Rolle 13 auf den Nockenflächen 11, 12 in unterschiedlichen radialen Abständen von der Symmetrieachse 24 der Hohlachse ab. Dies hat keine schädliche Wirkung, da die Rolle gewölbt ist und die Wölbung den Kontaktpunkt ermöglicht, nach oben und unten entlang der gewölbten Fläche versetzt zu werden.
Ein Kugellager weist immer ein vorgegebenes Maß an Selbsteinstellung auf, und diese Selbsteinstellung der Kugellager der Rolle 13 stellt weiterhin sicher, daß die Randauflage nicht entsteht.
Die zuvor beschriebene Ausführungsform der Erfindung kann modifiziert werden. Eine Alternative ist es, andere Verhältnisse zwischen der Zylindergeschwindigkeit und der Frequenz der axialen Bewegung und auch andere Amplituden und Bewegungsformen als sinusförmige zu wählen. Anstatt der Verwendung einer Rolle in der Form eines Kugellagers, das eine gewölbte Fläche aufweist, kann ein sphärisches Lager verwendet werden
Figur 2 stellt eine andere Ausführungsform der Anordnung nach Figur 1 dar, bei welcher die Lagerbuchse 21 und das Kugellager 23 durch ein sphärisches Gleitlager 31 ersetzt wurden, welches mittig unter der Nockenwölbung angeordnet ist. In diesem Falle überträgt das Kugellager 22 die Axialbewegung in beiden Richtungen, da sein äußerer und innerer Ring an dem Element 8 bzw. der Lagerbuchse 20 mittels Verriegelungsringen 50, 51 festgelegt sind. Ein weiterer Verriegelungsring 52 legt die Lagerbuchse 20 in der anderen Belastungsrichtung fest.
Es wird angemerkt, daß die Lagerbuchse 21 nicht die Form einer exzentrischen Lagerbuchse annehmen kann, die eine Exzentrizität aufweist, welche der Exzentrizität der Lagerbuchse 20 entspricht, wobei in dem Falle die Symmetrieachse des Elements 8 zu der Symmetrieachse 24 der Hohlachse 1 parallel liegt und parallel verschoben werden kann. Die Rolle 13 kann dann in unterschiedlichen radialen Abständen von der Symmetrieachse 24 abrollen, wenn sie in der Nockennut 9 läuft, und kann daher eine pulsierende Bewegung erreichen, welche der axialen Linearbewegung überlagert ist. Dieses Pulsieren ist extrem störend und kann im Falle eines Verteilungszylinders nicht zugelassen werden.
Bei den Ausführungsformen nach Figur 1 und Figur 2 wurde festgestellt, daß die Rolle einem unerwünschten Beschleunigungsanstieg ausgesetzt ist, wenn sie entlang des steilsten Teils der ansteigenden Abschnitte der sinusförmigen Kurve läuft. In diesem Bereich der Nockenkurve bewegt sich die Rolle "bergauf". Dieser Beschleunigungsanstieg äußert sich in einer Stoßkraft auf die Rolle, wodurch der Zylinder 2 axial um einen Abstand von 74 µm verschoben werden kann. Dies ist eine Unzulänglichkeit oder ein Mangel, der bei niedrigen Drehzahlen des Zylinders unbedeutend, aber bei hohen Zylinderdrehzahlen nachteilig ist, weil die Nockennut in diesem Bereich der Nut abgenutzt wird und der Beschleunigungsanstieg mit höheren Zylinderdrehzahlen größer wird.
Um diese Unzulänglichkeit zu beseitigen, ist das Element 8 in zwei separate Einheiten geteilt, nämlich ein erstes zylindrisches Element 8A und ein zweites zylindrisches Element 8B, wie aus Figur 3 ersichtlich ist. Die zuvor beschriebene Lagerbuchse 21 und das Kugellager 23 sind in dieser Ausführungsform weggelassen und stattdessen durch das Kugellager 23A ersetzt, welches direkt auf die Hohlachse 1 gesetzt ist. Das erste Element 8A ist nun zentrisch auf der Hohlachse 1 mittels eines Nadellagers 40 gelagert. Daher stehen die Nockenflächen 11 und 12 bei dieser Ausführungsform während der Drehbewegung des,Elements 8A stets senkrecht zu der Symmetrieachse 24. Dies vermeidet das zuvor beschriebene Problem der ansteigenden Beschleunigung an dem steilen Teil der Nockenkurve.
Die Symmetrieachse 25A des zweiten zylindrischen Elements 8B, das den Zahnkranz 10 aufweist, ist nun in einem größeren Winkel zu der Symmetrieachse 24 als in dem ersten Fall schräggestellt. In diesem Falle beträgt der Winkel V 0,85º. Der Neigungswinkel ist größer, da die Exzentrizität der Lagerbuchse 20 dieselbe wie bei der Ausführungsform in Figur 1 ist. Im Hinblick auf die hohen Gleichgewichtsanforderungen, die bei den zuvor beschriebenen hohen Drehzahlen herrschen, sitzt der linke Endabschnitt 41 des Elements 8B lose auf dem Nadellager 40 und ist dadurch mechanisch abgestützt. Wenn sich das Element 8B dreht, rollt der Endabschnitt 41 nicht auf dem äußeren Ring des Nadellagers ab, sondern gleitet axial auf dem Nadellager einigermaßen leicht entlang. Das mit dem Zahnkranz versehene Element 8B dreht sich um eine Symmetrieachse 25A, welche einen Winkel relativ zu der Symmetrieachse 24 der Hohlachse bildet, und diese Drehbewegung wird in eine Drehbewegung um die Symmetrieachse 24 mit Hilfe eines Drehmomentübertragungsmittels umgewandelt, das nachfolgend ausführlicher beschrieben wird.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die aus Figur 3 ersichtlich ist, ist das zuvor genannte Drehmomentübertragungsmittel mit einer Anzahl von axial ausgerichteten Federbolzen 42 und einer leicht elastischen Platte 43 versehen, welche zwischen den einander gegenüberliegenden Stirnflächen des Elements 8A und des Elements 8B eingesetzt ist. Die Federbolzen 42 sind in gleichem Abstand voneinander um die Umfangsfläche des zylindrischen Elements 8B herum angeordnet und axial ausgerichtet. Die Bolzen 42 sind in die Bohrungen 45 an der Stirnfläche des Elements 8B eingepreßt und erstrecken sich frei in einen erweiterten Abschnitt 44 der Bohrung 45, wobei die Bolzen in den Bodenabschnitten der Bohrungen mit einer leichten Spielpassung sitzen. Die Bolzen 42 und die Platte 43 bilden daher eine Verbindung, die eine genaue Winkelbewegung überträgt. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung weist acht solcher Federbolzen auf. Diese Federbolzen übertragen daher das Drehmoment, das von dem mit dem Zahnkranz versehenen Element 8B geliefert wird.
Die axial wirkende Belastung der zuvor beschriebenen Baugruppe, die die Lagerbuchse 20, die Kugellager 22, 23A, das erste zylindrische Element 8A, die Platte 43, das zweite zylindrische Element 8B und das Drehmomentübertragungsmittel aufweist, wird von den Kugellagern 22, 23A aufgenommen. Obwohl die Platte 43 kein unbedingt erforderliches Teil des Drehmomentübertragungsmittels ist, bietet sie ein annehmbares Maß an Dämpfung in der Axialverbindung, was günstig für die Lebensdauer der axial festgelegten Kugellager 22, 23A ist. Wenn die Platte 43 weggelassen wird, drücken die einander gegenüberliegenden Stirnflächen der Elemente 8A und 8B direkt aneinander. Wegen der zuvor beschriebenen Schrägstellung bleibt immer ein Spalt zwischen der Platte und der Stirnfläche des mit dem Zahnkranz versehenen Elements 8B, wie aus Figur 3 ersichtlich ist. Dieser Spalt weist immer dieselbe Position relativ zu der feststehenden Hohlachse 1 auf.
Die Rolle 13 gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung weist ebenfalls eine gewölbte Lauffläche 14 auf. Wenn die Rolle nicht gewölbt wäre, würde der obere Teil der Rolle bestrebt sein, sich mit einer größeren Geschwindigkeit zu drehen als der untere Teil der Rolle, in den Richtungen gesehen, wie aus Figur 3 ersichtlich ist, da der obere Teil der Rolle radial in einem größeren Abstand von der Symmetrieachse 24 angeordnet ist, als der untere Rollenteil. Daher würde ein Gleiten auftreten.
Figur 4 stellt ein Drehmomentübertragungsmittel dar, das in Figur 3 abgebildet ist, wobei die Platte und die Federbolzen durch einen vulkanisierten elastischen Ring 46 ersetzt wurden. Der Ring ist an die einander gegenüberliegenden Stirnflächen der Elemente 8A und 8B vulkanisiert.
Figur 5 stellt eine andere Ausführungsform eines Drehmomentübertragungsmittels zwischen dem Element 8A und dem Element 8B dar. Das Drehmomentübertragungsmittel, das in Figur 5 dargestellt ist, weist eine Scheibe 47 und eine Schraubenfeder 48 auf, die an der äußeren Umfangsfläche der Elemente 8A und 8B angebracht ist. Die Schraubenfeder weist zwei Endabschnitte auf, von denen der eine an dem Element 8A und der andere an dem Element 8B befestigt ist, wie aus dem unteren Teil der Figur 5 ersichtlich ist.
Figur 6 stellt noch eine andere Ausführungsform eines Drehmomentübertragungsmittels dar, die eine Scheibe 49A aufweist, die mit Verzahnungen 53, 54 versehen ist, welche an Nuten 52, 55 angepaßt sind, die an den Stirnflächen des Elements 8A und des Elements 8B vorgesehen sind.
Die Erfindung löst die Probleme, die in der Einleitung beschrieben sind, als ein Ergebnis der folgenden Vorteile und grundsätzlichen Merkmale:
a) Jedes Bauelement kann einzeln abgestimmt werden. Sehr wenige Bauelemente werden verwendet. Es gibt keine Bauelemente, die zu Schwingungen und Unausgewogenheiten infolge von Abnutzung führen können, wie Schwingungen und Unausgewogenheiten, die wahrscheinlich auftreten, wenn zum Beispiel x-y- Gelenkführungen, winkelverzahnte Kupplungen und dergleichen verwendet werden.
b) Das zylindrische Element 8 weist sowohl den zweiten Zahnkranz 10 des exzentrischen Getriebes als auch die Nockennut 9 auf. Da der zuvor genannte Zahnkranz 10 leicht konisch ist, werden ein guter Eingriff mit der Innenverzahnung 7 und dadurch geringe Schäden erreicht.
Die Rolle 13 ist selbsteinstellend an den Nockenflächen, wodurch eine Randauflage vermieden wird. Daraus ergibt sich ein nur geringer Ausfall. Das zylindrische Element 8 ist in Kugellagern gelagert, welche nur leicht in axialer Richtung befestigt sind, woraus nur geringer Ausfall resultiert.
c) Da die Arbeitsausfälle gering sind und die Temperaturen, die beim Betrieb erzeugt werden, gering sind, sind die verfügbare Lebensdauer wie auch die Wartungsintervalle lang.
d) Das zylindrische Element 8 ersetzt viele kostenaufwendige und empfindliche Bauelemente, die zu einem geringen Preis beitragen.
Obwohl die Erfindung mit Bezug auf die Verteilungszylinder beschrieben wurde, kann sie gleichfalls für andere Typen von Zylindern oder Walzen verwendet werden; mit denen die Drehbewegung der Walze in eine langsame, axiale Hin- und Herbewegung der Walze umgewandelt werden kann.

Claims

1. Anordnung zum Umwandeln der Drehbewegung eines Zylinders (2) in eine axiale Hin- und Herbewegung desselben, mit einer feststehenden Achse (1), die eine Symmetrieachse (24) aufweist, wobei der Zylinder (2) zur schnellen Drehbewegung um die feststehende Achse (1) und zur axialen Bewegung relativ zu derselben gelagert ist; einem exzentrischen Getriebe (7, 10), das einen ersten Zahnkranz (7), der mit einer Innenverzahnung versehen ist, und einen zweiten Zahnkranz (10) aufweist, der mit einer Außenverzahnung versehen ist und exzentrisch gelagert ist, wobei sich die Zähnezahl der jeweiligen Zahnkränze voneinander unterscheidet; einer Nockeneinheit (9, 13), die eine Nockennut (9) und eine Rolle (13) aufweist, die mit der Nut (9) in Eingriff steht; und Kupplungsmitteln zum übertragen der Drehbewegung mit unterschiedlicher Drehzahl von dem exzentrischen Getriebe (7, 10) zu der Nockeneinheit (9, 13) derart, daß die Drehbewegung in eine axiale Hin- und Herbewegung des Zylinders umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsmittel ein zylindrisches Element (8) ist, das an seinem einen Ende den zweiten Zahnkranz (10) des exzentrischen Getriebes (7, 10) und an dem anderen Ende die Nockennut (9) der Nockeneinheit (9, 13) aufweist, wobei das zylindrische Element (8) in einem Winkel (Vº) relativ zu der Symmetrieachse (24) der feststehenden Achse (1) gelagert ist und sowohl der erste Zahnkranz (7) als auch die Rolle (15) an der Innenseite des Zylinders (2) vorgesehen sind

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende des zylindrischen Elements (8) in einer schräggestellten ersten Lagerbuchse (21) gelagert ist, die ein Kugellager (23) aufweist, und das andere Ende des Elements in einer schräggestellten zweiten Lagerbuchse (20) gelagert ist, die ein Kugellager (22) aufweist, wobei die zweite Lagerbuchse (20) eine exzentrische Form aufweist; und der Winkel, in dem die Lagerbuchsen (20, 21) schräggestellt sind, gleich dem Winkel (Vº) ist, in dem eine Symmetrieachse (25) des zylindrischen Elements zu der Symmetrieachse (24) der feststehenden Achse (1) schräggestellt ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne des zweiten Zahnkranzes (10) relativ zu der Symmetrieachse des zylindrischen Elements (8) konisch sind und einen Winkel der Konizität von 2 x Vº aufweist, wobei Vº der zuvor beschriebene Winkel ist.

4. Anordnung zum Umwandeln der Drehbewegung eines Zylinders (2) in eine axiale Hin- und Herbewegung desselben, mit einer feststehenden Achse (1), die eine Symmetrieachse (24) aufweist, wobei der Zylinder (2) zur schnellen Drehbewegung um die feststehende Achse (1) und zur axialen Bewegung relativ zu derselben gelagert ist; einem exzentrischen Getriebe (7, 10), das einen ersten Zahnkranz (7), der mit einer Innenverzahnung versehen ist, und einen zweiten Zahnkranz (10) aufweist, der mit einer Außenverzahnung versehen ist und exzentrisch gelagert ist, wobei sich die Zähnezahl der jeweiligen Zahnkränze voneinander unterscheidet; einer Nockeneinheit (9, 13), die eine Nockennut (9) und eine Rolle (13) aufweist, die mit der Nut (9) in Eingriff steht; und Kupplungsmitteln zum Übertragen der Drehbewegung mit unterschiedlicher Drehzahl von dem exzentrischen Getriebe (7, 10) zu der Nockeneinheit (9, 13) derart, daß die Drehbewegung in eine Axiale Hin- und Herbewegung des Zylinders umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsmittel zwei miteinander verbundene zylindrische Elemente (8A, 8B) aufweist, nämlich ein erstes Element (8A), das mit der Nockennut (9) versehen ist, und ein zweites Element (8B), das mit dem zweiten Zahnkranz (10) versehen ist; das erste zylindrische Element (8A) zur mittigen Drehbewegung um die Symmetrieachse (24) der feststehenden Achse (1) mittels Lagern (40), die an der einen Stirnfläche des Elements angebracht sind, und eines Lagers (23A), das an seiner anderen Stirnfläche angebracht ist, gelagert ist; das zweite zylindrische Element (8B) in einem Winkel (Vº) relativ zu der Symmetrieachse (24) der feststehenden Achse (1) gelagert ist, ein Drehmomentübertragungsmittel (42; 43; 46; 48; 49A) die Elemente (8A, 8B) miteinander verbindet, und sowohl der erste Zahnkranz (7) als auch die Rolle (15) an der Innenseite des Zylinders (2) vorgesehen sind.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmomentübertragungsmittel Federbolzen (42) aufweist, welche in axialen Bohrungen (45) an einander gegenüberliegenden Stirnflächen der zylindrischen Elemente (8A, 8B) derart angeordnet sind, daß sie das Drehmoment aufnehmen.

6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmomentübertragungsmittel eine Schraubenfeder (48) aufweist, welche mit dem einen Ende an dem ersten Element (8A) und mit dem anderen Ende an dem zweiten Element (8B) festgelegt ist.

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine elastische Scheibe (43), die zwischen den einander gegenüberliegenden Stirnflächen der zylindrischen Elemente (8A, 8B) derart angeordnet ist, daß sie die axiale Federwirkung begrenzt.

8. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmomentübertragungsmittel eine elastische Scheibe (46) aufweist, die an jeder der beiden einander gegenüberliegenden Stirnflächen der zylindrischen Elemente (8A, 8B) anvulkanisiert ist.

9. Anordnung nach anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das DrehMomentübertragungsmittel eine Scheibe aufweist, die mit axial nach außen vorstehenden Vorsprüngen (53, 54) und Vorsprungsaufnahmenuten (52, 55) versehen ist, die an den einander gegenüberliegenden Stirnflächen der zylindrischen Elemente (8A, 8B) angeordnet sind.