DE69303519T2

DE69303519T2 - Kopflageraufbau zum drehenden Abstützen von Wellen und dergleichen

Info

Publication number: DE69303519T2
Application number: DE69303519T
Authority: DE
Inventors: Giovanni Gattrugeri
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-03-24
Filing date: 1993-03-19
Publication date: 1996-10-31
Anticipated expiration: 2013-03-20
Also published as: CA2092247A1; ITMI920693A0; FI110279B; JPH0642540A; ATE140303T1; ITMI920693A1; FI931300A; DE69303519D1; CA2092247C; IT1254841B; EP0562489B1; FI931300A0; AU3541693A; EP0562489A1; US5297875A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kopflageraufbau zum drehbeweglichen Stützen von Wellen und ähnlichen Elementen. Ein derartiger Aufbau ist beispielsweise aus der DE-A-1 525 175 und der DE-B-1 268 443 bekannt.
Bekanntlich ist es in vielen Bereichen der Industrie notwenig, Wellen so drehbar zu lagern, daß die Welle leicht vom sie stützenden Aufbau entfernt werden kann. Insbesondere werden bei der Papierherstellung und in ahnlichen Industriezweigen Wellen zum Tragen von normalerweise sehr schweren und großen Papierrollen verwendet.
Diese Rollen müssen mit sehr hohen Geschwindigkeiten umlaufen, so daß es unbedingt notwendig ist, daß die Welle hinsichtlich ihrer Drehachse perfekt zentriert ist, um gefahrliche Schwingungen oder Unwuchten zu vermeiden.
Als Lösung dieses Problems werden zum Stützen der Welle derzeit Anordnungen verwendet, die mit der Welle ver bundene Stützköpfe aufweisen, welche so angebracht sind, daß sie sich gegenüber der feststehenden Anordnung drehen können. Darüber hinaus werden die Motorvorrichtungen zum Drehen bzw. Abbremsen der Rolle mit den Stützköpfen verbunden, je nachdem ob das Papier auf oder abgerollt werden soll.
Mit den Lösungen gemäß dem Stand der Technik ist es praktisch unmöglich, die Welle gegenüber der Stützvorrichtungen genau zu zentrieren und es ist notwendig, Kupplungsvorgänge durchzuführen, die mit großer Sorgfalt und Präzision ablaufen müssen, um die Welle zu zentrieren. Außerdem sind komplizierte Arbeitsgänge notwendig, um zum Verbinden des Stützkopfes mit dem Wellenende am Ende der Welle einen teilweise offenen Sitz vorzusehen, in den das Wellenende eingeschoben werden kann.
Bei den oben beschriebenen Lösungen treten derzeit beträchtliche Probleme sowohl hinsichtlich der Herstellung und Bearbeitung der Wellen, die extrem paßgenau und präzise ausgeführt sein müssen, als auch hinsichtlich des Anlegens der Wellen an die Stützköpfe auf, wobei sich die Stützköpfe gegenüber einer festen Tragstruktur drehen, wodurch weitere sich drehende Masse hinzukommt, deren genaue Zentrierung bezüglich der Rötationsachse oft problematisch ist.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die oben beschriebenen Probleme durch Bereitstellung eines Kopflageraufbaus zum drehbeweglichen Stützen von Wellen und ähnlichen Elementen zu lösen, der es ermöglicht, die herkömmlichen Konzepte der Kupplung zwischen Welle und Stützkopf radikal abzuwandeln, was zu einer erheblichen Vereinfachung aller Kupplungsvorgänge führt, während ständig gewährleistet ist, daß sich die Welle in perfekter axialer Ausrichtung bezüglich des Trägerelements dreht.
Im Rahmen der oben beschriebenen Zielsetzung ist es eine besondere Aufgabe der Erfindung, einen Kopflageraufbau zu entwickeln, bei dem die Drehbewegung bzw. die Bremsaktion nicht am Stützkopf auf die Welle übertragen wird, sondern direkt an der Welle innerhalb des Stützkopfes ansetzt, wodurch alle Ausführungsschritte vereinfacht werden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, einen Kopflageraufbau bereitzustellen, bei dem die Welle auf einfachere Weise an den Stützkopf angelegt werden kann und bei dem im Betrieb keine besonderen Arbeitsschritte zur Lösung der Aufgabe nötig sind.
Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kopflageraufbau zu entwickeln, der durch seine besonderen Konstruktionsmerkmale im Betrieb jederzeit größte Zuverlässigkeit und Sicherheit garantieren kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung eines Kopflageraufbaus, der aus im Händel erhältlichen Bauelementen und Materialien leicht hergestellt werden kann und darüber hinaus in wirtschaftlicher Hinsicht Vorteile bietet.
Dieses Ziel der Erfindung, die genannten Aufgaben sowie weitere Aufgaben, die weiter unten noch verdeutlicht werden, werden durch einen Kopflageraufbau zum drehbaren Stützen von Wellen und ähnlichen Elementen erreicht bzw. gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er feststehende Kopfgehäuse enthält, die jeweils einen Sitz zur Aufnahme von mit der zu stützenden Welle verbundenen Lagern bilden und die jeweils einen axialen Hohlraum aufweisen, der einen Stift drehbar aufnimmt, welcher lösbar mit dem Ende der Welle so gekoppelt werden kann, daß er fest mit diesem verbunden umläuft, wobei jedes Kopfgehäuse einen Gleitelementbereich aufweist, der bewegt werden kann, um in einer radialen Richtung einen Zugang zu den Sitzen zu ermöglichen.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung eines bevorzugten, aber nicht alleinigen Ausführungsbeispiels eines Kopflageraufbaus zum drehbeweglichen Stützen von Wellen und ähnlichen Elementen deutlich, welches beispielhaft - aber nicht einschränkend - in der beigefügten Zeichnung veranschaulicht ist. In der Zeichnung zeigen:
Fig.1 eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Kopflageraufbaus, wobei die Welle mit Abstand zu den Kopfgehäusen dargestellt ist;
Fig.2 eine Schnittansicht des Stützkopfes während des Ankuppelns der Welle an die Kopfgehäuse;
Fig.3 eine Schnittansicht entlang der Ebene III-III in Fig.2;
Fig.4 eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Stützkopfes, wobei die Kopfgehäuse an die Welle angekuppelt sind;
Fig.5 eine Schnittansicht entlang der Ebene V-V in Fig.4.
Wie aus den obigen Figuren ersichtlich ist, umfaßt der erfindungsgemäße Kopflageraufbau zum drehbeweglichen Stützen von Wellen und ähnlichen Elementen, der allgemein mit der Bezugsziffer 1 gekennzeichnet ist, zwei Kopfgehäuse 2, die so angeordnet sind, daß sie sich axial zueinander gegenüberliegen.
Jedes Kopfgehäuse besitzt an dem dem anderen Kopfgehäuse zugewandten Ende einen Sitz 3, der ein Lager 4 aufnehmen kann. Dabei kann es sich um ein Schwingungslager handeln, das an den Enden der Welle 10 befestigt wird.
Anstelle des Lagers können auch andere gleichwertige Elemente vorgesehen sein, die einen sphärischen Sitz aufweisen und ein begrenztes Biegen der Welle aufgrund des Gewichts der Rolle zulassen.
Darüber hinaus weist jedes Kopfgehäuse in seinem Inneren einen Hohlraum 11 auf, in dem Stifte 12 durch Zwischenfügung von Lagern 13 drehbar gehaltert werden. Dabei besitzt jeder Stift an dem dem anderen Stift zugewandten Ende eine Verlängerung 14, welche einen Kupplungsbereich 15 zum Ankuppeln an das mit einem Formbereich versehene Ende 16 der Welle aufweist, wodurch die Welle 10 drehbeweglich fest mit dem jeweiligen Stift 12 verbunden wird.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das mit einem Formbereich versehene Ende 16 vorteilhaft zwei einander gegenüberliegende flache Oberflächen auf, die in den Kupplungsbereich 15 hineinreichen, der in der Praxis aus einer diametralen Nut besteht, welche es ermöglicht, die Welle fest drehbeweglich mit den Stiften zu verbinden.
Ein vorstehender Zapfen 17 wird mit einem der Stifte verbunden, um eine Verbindung mit herkömmlichen Motorvorrichtungen zum Antrieb der Stifte und der Welle bzw. mit Bremsvorrichtungen zum Abbremsen der Stifte und der Welle herzustellen.
Jedes Kopfgehäuse ist mit einem feststehenden Aufbau verbunden und daher selbst feststehend, während die einzigen sich drehenden Elemente die Stifte 12 und die Welle 10 sind, wobei die Welle 10 mit den Stützköpfen über die Schwingungslager 4 verbunden ist, welche direkt an der Welle festgekeilt und daher auf der Welle perfekt zentriert sind.
Zum Ankuppeln ist ein Gleitelement 20 vorgesehen, das mit dem Stützkopf gleitbeweglich in einer Richtung parallel zur Längsrichtung der Rotationsachse des Stützkopfes verbunden ist und und im Betrieb auf einen Umfangsabschnitt des Stützkopfes einwirkt, wodurch das Einsetzen der Lager 4 ermöglicht wird, welches in radialer Richtung erfolgt.
Wie aus den Fig. 1 bis 2 hervorgeht, ist es möglich, die Welle 10 in radialer Richtung zu den Kopfgehäusen einzusetzen, wenn die Gleitelemente auseinandergeschoben sind, wodurch die Lager 4 in die jeweiligen Sitze 3 einrasten.
Das Gleitelement wird sodann in Achsrichtung verschoben, um den Sitz 3 in Umfangsrichtung zu verschließen.
Das Verschieben des Gleitelements kann entweder manuell erfolgen, mit Hilfe von Kolben oder unter Umständen auch automatisch durch das Drehen der Stifte 12 mit Hilfe eines radialen Dübels 30, der an einem schrägflächigen Abschnitt 31 auf einer Hülse 32 eingreift, die koaxial zur Verlängerung 14 ausgerichtet und fest mit dem Gleitelement 20 verbunden ist.
Zur Vervollständigung der Beschreibung sollte angemerkt werden, daß das Gleitelement 20 nahe seinem freien Ende eine Vertiefung 25 aufweist, welche es ermöglicht, daß der Formbereich 16 der Welle sich radial hinsichtlich der Achse der Kopfgehäuse bewegt.
Aus der obigen Beschreibung wird somit deutlich, daß die Erfindung das gesetzte Ziel erreicht bzw. die gestellten Aufgaben löst. Vor allem ist darauf hinzuwei sen, daß bei dem erfindungsgemäßen Stützkopf die Kopfgehäuse feststehend sind und die Drehung der Welle durch die Tatsache ermöglicht wird, daß die Welle mit einem Lager versehen ist, welches mit dem feststehenden Stützkopf in Eingriff steht, während die Drehbewegung durch einen drehbeweglich vom Stützkopf getragenen Stift übertragen wird, und daß keine besonders paßgenaue Bearbeitung nötig ist, weil die perfekt gleichmäßige Rotation der Welle durch die Schwingungslager 4 garantiert wird, die bereits direkt auf der Welle vorgesehen sind.
Die vorliegende Erfindung kann auf vielfältige Weise modifiziert und abgewandelt werden, ohne das die Reichweite der Erfindung gemäß den Ansprüchen überschritten würde.
Alle Einzelteile können darüber hinaus durch technisch gleichwertige Elemente ersetzt werden.
Die verwendeten Materialien sowie alle anfallenden Formen und Abmessungen können sich nach den Anforderungen in der Praxis richten.
Die in den Ansprüchen für die erwähnten technischen Merkmale verwendeten Bezugsziffern wurden allein zum Zwecke der besseren Verständlichkeit der Ansprüche eingefügt und haben daher keinen begrenzenden Einfluß auf die beispielhaft durch solche Bezugsziffern gekennzeichneten Elemente.

Claims

1. Kopflageraufbau (1) zum drehbeweglichen Stützen von Wellen (10) und ähnlichen Elementen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopflageraufbau (1) feststehende Kopfgehäuse (2) enthält, welche jeweils einen Sitz (3) zur Aufnahme von mit der zu stützenden Welle verbundenen Lagern (4) bilden und welche jeweils einen axialen Hohlraum (11) aufweisen, der einen Stift (12) drehbeweglich aufnimmt, welcher lösbar mit dem Ende der Welle so verbunden werden kann, daß er sich fest mit diesem zusammen dreht, wobei jedes Kopfgehäuse einen als Gleitelement ausgebildeten Abschnitt (20) aufweist, der bewegt werden kann, um die Sitze in radialer Richtung zugänglich zu machen.

2. Kopflageraufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle an ihren axialen Enden Formbereiche (16) aufweist, die drehbeweglich mit den vom Stift gebildeten Kupplungsende (15) fest verbunden werden können.

3. Kopflageraufbau nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift im feststehenden Kopfgehäuse über eingefügte Lager (13) gehalten wird.

4. Kopflageraufbau nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitelement sich axial zum zugehörigen Kopfgehäuse bewegen kann.

5. Kopflageraufbau nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitelement (20) auf einem Umfangsbereich des Sitzes (3) einwirkt, wodurch ein Einpassen der mit der Welle (10) verbundenen Lager (4) möglich wird, wobei der Umfangsbereich so gestaltet ist, daß das Einschieben der Lager in den Sitz in radialer Richtung möglich ist.

6. Kopflageraufbau nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er Mittel (30 bis 32) umfaßt, durch die das Gleitelement automatisch in Schließposition kommt, wenn sich die Stifte, die drehbeweglich mit der Welle fest verbunden werden können, drehen.

7. Kopflageraufbau nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese Mittel einen Radialdübel (30) umfassen, der aus den Stiften hervorsteht und in einen durch eine fest mit dem Gleitelement verbundenen Hülse (32) gebildeten Nockenbereich (31) eingreifen kann.