DE2720219A1 - Antriebsvorrichtung fuer eine am mantel angetriebene walze - Google Patents

Description

TlEDTKE " BüHLING " KlNNE ■- GrUPE

Dipl.-Chem. Bühling

97?n?1Q ^DjP' -'"9- Kinne /L I / U / ! α Dipl.-lng. Grupe

Bavariaring 4, Postfach 20 24 8000 München 2

Tel.:(0 89)53 96 53-56

Telex: 5 24 845 tipat

cable. Germaniapatent München

5. Mai 1977 B 8166 / case 23444/TP/es

Valmet Oy
00130 Helsinki / Finnland

Antriebsvorrichtung für eine am Mantel angetriebene

VJaI ze

70-9847/0891

VII/8 Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844 Postscheck (München) Kto. 670-43-604

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für eine über den Mantel angetriebene Walze, die eine feststehende Achse und einen auf dieser Achse mittels Lagern gelagerten

c zylindrischen Mantel umfaßt, wobei die Antriebsvorrichtung eine zur Walze zentrische^n einem Lagerständer gelagerte Welle mit einem Zahnrad aufweist, das mindestens zwei Zahnräder von entsprechenden Nebenwellen antreibt, wobei die Nebenwellen im Lagerständer gelagert und an einem Ende mit einem

^Q weiteren Zahnrad versehen sind.

Ls sind mehrere verschiedene Antriebsvorrichtungen der eingangs genannten Art bekannt. Line bekannte dreiringgelagerte Antriebsvorrichtung umfaßt zwei sphärische Rollende lager mit einem dazwischenliegenden Ring, mittels dessen die Mantelrotationsleistung durch starre Verbindungen vom Wellenzapfen der Antriebsvorrichtung zum Außenmantel der Walze geleitet wird. Winkeländerungen zwischen der Achse und dem Mantel der Walze werden von den sphärischen Lagerflächen 2Q kompensiert. Ein Nachteil dieser bekannten Antriebsvorrichtung ist, daß ihr radialer Raumbedarf keine Möglichkeit zur Anwendung eines genügend großen Dreiringlagers gibt, so daß man ein unterdimensioniertes Lager verwenden muß, was eine kurze Lebensdauer des Lagers zur Folge hat.

Eine zweite bekannte Antriebsvorrichtung mit Dreiringlagerung ist mit einem zylindrischen und einem spärischen Rollenlager aufgebaut, wobei mittels eines dazwischenliegenden Rings die Mantelrotationsleistung unter Verwendung einer

₃q Doppelzahnkupplung vom Wellenzapfen des Antriebskopfes zum Außenmantel der V/alze geleitet wird. Die besagte Doppelzahnkupplung gestattet vermöge der gewölbten Zahnköpfe eine geringe Winkcländerung zwischen der Zentralachse und dem Lagergehäuse. Diese Antriebsvorrichtung weist den gleichen Nachteil wie die erstgenannte Antriebsvorrichtung auf.

709847/0891

-5- B 816

₆2 7 ? O 21 9

Zum Stand der Technik wird noch auf die durch die finnische Patentanmeldung Kr. 362/73 (USM Corporation, U.S.A.) bekannte Antriebsvorrichtung verwiesen, die in der Hauptsache das fierkmal aufweist, daß mindestens auf einer zur Antriebswelle parallel angeordneten Nebenwelle zwei Zugräder montiert sind, von denen eines mit dem Antriebszahnrad auf der Antriebswelle und das andere mit einem außenverzahnten Zahnkranz in Zahneingriff steht, und daß die Nebenwelle bei feststehender Lagerung der Antriebswelle derart schräg in bezug auf die Richtung der Achse des Flansches liegt, das bei einer vorbestimmten radialen Belastung der Mantelwalze die Richtung der Achse der Webenwelle und die Richtung der Achse des Flansches zueinander parallel werden.

In der genannten Anmeldung Nr. 362/73 sind drei Konstruktionslüsungen für die Antriebsvorrichtung angegeben, wobei in der ersten die Leistung auf nur einem Wege vom Wellenzapfen der Antriebsvorrichtung auf den Außenmantel der Walze übertragen wird. Diese Lösung beruht auf einer Lingelenklagerung, was Ungleichmäßigkeit im Lauf mit sich führt, wenn sich der Mantel in bezug auf die Antriebsvorrichtung verschiebt. Ferner ist die Kraftaufnahme des den Walzenmantel in Drehung versetzenden Zahnrads im Zahneingriff mangelhaft, da sich die Verzahnung stets auf die eine Seite drückt. Da die gesamte Antriebsmaschinerie außerhalb der Walze liegt, ist der Raumbedarf der Antriebsvorrichtung hoch.

In der zweiten Konstruktionslösung der genannten Anmeldung geht die Leistung auf zwei Wegen vom Wellenzapfen der Antriebsvorrichtung zum Außenrr.antel der Walze. Die betreffende Konstruktion gründet sich auf Zweigelenkunterstützung; dabei erreicht man eine symmetrische Belastung. Der Nachteil besteht darin, daß die Verteilung der Belastung zu gleichen Teilen auf beide Leistungsubertragungswege nicht sichergestellt ist, wenn man die Herstellungsungenauigkeiten der Bauteile berücksichtigt.

7098*7/0891

?7?Q219

-6- B 8166

In der dritten Antriebsvorrichtung gemäß der genannten Anmeldung geht die Leistung auf drei Wegen vom Wellenzapfen des Antriebskopfes zum Außenmantel der Walze. Auch diese Lösung gründet sich auf Zweigelenkunterstützung; die Stützung des den Mantel der Walze antreibenden Zahnrads ist ebensowie in den zwei vorhergehenden Konstruktionsformen mangelhaft. Ferner ist der Ausgleich der Belastung zwischen den drei Leistungsübertragungswegen nicht sichergestellt, wenn man die Herstellungsungenauigkeiten der Bauteile berücksichtigt. Überdies kann man als Nachteil anführen, daß die schräge Lage der Nebenwelle nur im Hinblick auf einen ganz gewissen Liniendruck zwischen den Walzen bemessen ist, wodurch die Möglichkeiten des Variierens der Liniendruckbelastüng beschränkt sind.

Das Vermeiden der vorstehend genannten Nachteile erfolgt bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Hauptsache dadurch, daß die Zahnkränze der letztgenannten Zahnräder der Nebenwellen mit der Innenverzahnung eines am geeignetsten ohne Radiallagerung eingebauten Umfangsrads in der Weise in Eingriff stehen, daß das Umfangsrad durch Einfluß der im Eingriff entstehenden Kräfte zentriert und die Belastung im wesentlichen gleichmäßig auf die verschiedenen Kraftübertragungswege verteilt wird und daß das Umfangsrad mittels einer die Lagefehler und/oder die Verformungen kompensierenden Zahnkupplung o.dgl. wie z.B. einer Federhülsenkupplung in Kraftübertragungsverbindung mit dem Mantel der Walze steht. Eine solche Antriebsvorrichtung bietet noch die folgenden Vorteile: Der Raumbedarf wird gering und man kann die Abmessungen der Antriebsvorrichtung kleiner als den Außendurchmesser des Walzenmantels machen. Der geringe Raumbedarf ermöglicht das Anwenden der erfindungsgenäßen Antriebsvorrichtung in Pressenkonstruktionen, in denen man eine Mehrzahl von beispielsweise hinsichtlich ihrer Durchbiegung regelbaren Walzen nahe beieinander unterzubringen hat. Es ist ferner ein Vorteil, daß an der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung mit Leichtigkeit andere Vorrichtungen wie z.B. Schaber befestigt werden können. Es ist auch ein Vorteil, daß am geschlossenen Ende der Walze

709847/0891

?7?n?i9

-7- D 8166

verhältnismäßig wenig Bearbeitungen benötigt werden, die die Walze schwächen. Ein Vorteil ist weiterhin die leichte Einbauarbeit der Kraftübertragungsvorrichtung und ihr leichter Ausbau z.B. beim Ausführen von Wartungsarbeiten.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt der Antriebsvorrichtung von oben. Fig. 1 ist zugleich eine Schnittansicht gemäß der Linie I- I in Fig.

Fig. 2 ist eine Echnittansicht gemäß der Linie II-II in Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Schnittansicht gemäß der Linie III-III

in Fig. 2.

Walzen mit Antrieb über ihren Mantel, wie z.B. Saugwalzen und Walzen mit regelbarer Durchbiegung, z.B. sog. Küsters-Walzen und CC-Walzen, sind in Papiermaschinen in allgemeinem Gebrauch. In den Fig. 1, 2 und 3 ist der Endteil einer solchen Walze zu sehen. Die über ihren Mantel angetriebene Walze hat einen zylindrischen Walzenmantel 2, durch den eine massive feststehende (nicht rotierende) Achse 1 hindurchläuft, auf der der Walzenmantel 2 mittels Lager 3 drehbar angeordnet ist. Falls eine Walze mit geregelter Durchbiegung in Frage steht, so erzielt man mittels besonderer Kegelvorrichtungen einen Liniendruck gewünschter Form, zumeist einen gleichmäßigen Liniendruck zwischen dem Walzenmantel 2 und dessen Gegenwalze 25. Zwischen den Enden la der Achse 1 und den Ständern 4 befindet sich jeweils eine mit sphärischen Flächen versehene Lagervorrichtung 24, welche ein Verschwenken der Enden la der Achse 1 zuläßt, wenn die Achse 1 bei ihrer Belastung eine Durchbiegung erfährt.

70 9 8A7/0891

-8- B 8166

Wie in den Figuren gezeigt, ist an einem Ende der Walze 1, 2 eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung vorgesehen, mittels deren der Walzenmantel mittels eines Wellenzapfens 5 gedreht wird. Die den Wellenzapfen 5 antreibende Maschinerie ist an sich bekannt und nicht dargestellt. Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung stützt sich auf das Prinzip des Planetengetriebes.Der Wellenzapfen 5 ist in einem hülsenartigen Vorsprungteil 4c des Ständers 4 mit Lagern 7 gelagert und trägt an einem Ende ein dem Sonnenrad des Planetengetriebes entsprechendes Rad 6, dessen Zahnkranz mit den Zahnkränzen von Rädern 8a und 8b in Eingriff steht. Die Räder 8a und 8b sind auf Nebenwellen 9a und 9b befestigt, die mit Lagern 10 gelagert sind, welche mit dem Ständer 4 verbunden sind.

Ls sind zwei Nebenwellen, nämlich die Nebenwellen 9a und 9b vorgesehen, an deren Ende ein Rad 11a bzw. 11b befestigt ist. Wegen des Raums, den die Räder lla und 11b und die Lager der Nebenwellen 9a und 9b beanspruchen, finden sich am Ende der feststehenden Achse 1 auf deren beiden Seiten Aussparungen It)/ die so bearbeitet sind, daß für die an den Ständer 4 fest anschließende Lagerhülse 4d Platz übrig bleibt, so daß sich zwischen den Hülsen 4d und der feststellenden Achse der Spielraum Aergibt. Diese Konstruktion wird am besten durch Fig. 3 veranschaulicht. Der Ständer 4 setzt sich aus zwei mittels Schrauben miteinanderverbundenen Teilen 4a und 4b zusammen.

Das nächste Teil im Kraftübertragungsweg vom Wellenzapfen 5 zu dem Mantel 2 der Walze, der angetrieben werden soll, ist das mit einer inneren Verzahnung 13 versehene Umfangsrad 14, und zwar steht die Verzahung 13 mit der Verzahnung 12 der Räder lla und lib in Eingriff. An einer Seite des Umfangsrads 14 ist ein Flansch 15 befestigt, dessen vorspringende Hülse eine innere Verzahnung 16 trägt. Diese Verzahnung 16 steht ihrerseits mit einer kurzen Verzahnung 18a auf dem Außenumfang einer Kupplungshülse 17 in Verbindung. Die Kupplungshülse 17 hat an ihrem anderen Ende ebenfalls einen äußeren Zahnkranz 18b, der mit einer inneren Verzahnung 19 eines Hülsenteils 20 in

709847/0891

2770219

-9- B 8166

Verbindung steht. Der Hülsenteil 20 ist seinerseits mit Schrauben 21 an das Ende des anzutreibenden Walzenmantels fest angeschlossen. Am Ende des Walzenmantels 2 befindet sich ferner eine Schutzhülse 2 3, in der der am Ständer 4 angeschlossene Endteil einer Schutzhülse 22 liegt. Die axiale Führung des Umfangsrads 14 erfolgt mit Hilfe von an die Antriebsräder 11a und/oder 11b angeschlossenen Sperringen lic.

Die Kupplungshülse 17 mit den Zahnkränzen 18a und 18b ergibt eine zweigelenkige Zusammenschaltung, die ein die Lagenfehler und Verformungen kompensierendes Glied im Kraftübertragungsweg bildet. Statt der Kupplungshülse 17 mit zwei Gelenken kann man in einigen Fällen auch ein eingelenkiges Kupplungsglied, z.B. eine an sich bekannte Federhülsenkupplung, verwenden.

Es können auch mehr als zwei Nebenwellen verwendet werden.

70 98A7/0 891

ι ΊΟ-.. Leerseite

Claims (5)

1. 2770219

   B 8166

   Patentansprüche

   ( 1.j Antriebsvorrichtung für eine an ihrem Mantel angetriebene Walze, die eine feststehende Achse und einen auf dieser Achse mittels Lagern gelagerten zylindrischen Hantel umfaßt, wobei die Antriebsvorrichtung eine zur Walze zentrische,in einem Lagerständer gelagerte Welle mit einem Zahnrad aufweist, das mindestens zwei Zahnräder auf entsprechenden Nebenwellen antreibt, wobei die Nebenwellen im Lagerständer gelagert und an einem Ende mit einem zweiten Zahnrad ausgerüstet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnkränze (12) der zweiten Zahnräder (Ha, Hb) der Nebenwellen (9a, 9b) mit der innenseitigen Verzahnung (13) eines am geeignetsten ohne Radiallagerung eingebauten Umfangsrads (14) in Eingriff stehen, so daß das Umfangsrad (14) durch Einwirkung der beim Eingriff entstehenden Kräfte zentriert und die Belastung im wesentlichen zu gleichen Teilen auf die verschiedenen Kraftübertragungswege (8a, 9a, Ha; 8b, 9b, Hb) verteilt wird, und daß das Umfangsrad (14) mit dem Mantel (2) der Walze durch eine die Lagenfehler und/oder Verformungen kompensierende Zahnkupplung (16, 17, 18, 19) oder dergleichen, wie z.B. eine Federhülsenkupplung in Kraftübertragungsverbindung steht.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnkupplung zwischen dem Walzenmantel (2) und dem Umfangsrad (14) eine Zahnkupplung mit zwei Gelenken (16/18a und 18b/19) ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnkupplung eine an einem Flansch (15) des Umfangsrads (14) vorgesehene innere Verzahnung (16) umfaßt, die mit einem außenseitigen, kurzen Zahnkranz (18a) an einem Ende einer Zahnhülse (17) in Eingriff steht, und daß die Zahnhülse (17) am anderen Ende ebenfalls einen außenseitigen Zahnkranz (18b) trägt, der mit einem inneren Zahnkranz (20) eines am Walzenmantel (2) befestigten Flansches (20) in Eingriff steht.

   709847/0891
   ORIGINAL

   * ·& B 8166
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Umfangsrads (14) im wesentlichen gleich groß wie der Durchmesser des angetriebenen Walzenmantels (2) ist.
5. 5. Vorrichtung nach einom der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende (la) der feststehenden Achse (1) Aussparungen (Ib) für den von den Nebenwellen (9a, 9b), von Lagerungshülsen (4d) und von den Rädern (11a, lib) beanspruchten Raum vorhanden sind, so daß selbst bei Durchbiegung der Achse (1) zwischen dem Lagerständer (4) und dem Ende (la) der Achse (1) ein genügendes Spiel (d) verbleibt.

   7Π9847/0891