DE3421632A1

DE3421632A1 - Vorrichtung zum oszillierenden linearantrieb eines bauteils

Info

Publication number: DE3421632A1
Application number: DE3421632A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-06-09
Filing date: 1984-06-09
Publication date: 1986-02-13
Also published as: US4642839A; GB8513927D0; JPS61697A; FI852265L; FR2565654A1; GB2160613B; FI852265A7; FI852265A0; GB2160613A; DE3421632C2; CA1232475A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.

Derartige Vorrichtungen sind zum Antrieb eines Schabers an einer Kalanderwalze bekannt. Die Schaber dienen dazu, das Umwickeln der Kalanderwalze bei einem Riß der Papierbahn zu verhindern. Damit sich der Schaber nicht in die Kalanderwalze einarbeitet und darin ringförmige Spuren hinterläßt und auch selbst nicht an bestimmten Stellen bevorzugt verschleißt, ist es erforderlich, ihn oszillierend in seiner Längsrichtung um eine bestimmte Strecke an der Kalanderwalze hin- und herzubewegen. Durch die -Verlagerung wird die Spurenbildung an der Kalanderwalze vermindert.

Vollständig ist dies jedoch bei den bekannten Ausführungsformen nicht möglich, weil an den Umkehrpunkten der Exzenter die Schaber praktisch gegenüber der Kalanderwalze stillstehen und eine gewisse Spurenbildung verbleibt.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ausbildung von Verschleißspuren am Schaber und an der Kalanderwalze weiter zu vermindern.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruchs 1 wiedergegeben.

Durch die Ausbildung des Exzenters als Doppelexzenter überlagern sich die Wirkungen der beiden Exzenter derart, daß sich die Umkehrpunkte nicht immer an der gleichen Stelle befinden, sondern ihrerseits sich in einem durch die Exzentrizitäten gegebenen Bereich hin- und herbewegen. Dadurch werden die ümkehrpunkte des inneren, angetriebenen Exzenters gewissermaßen auf eine Strecke "verteilt", so daß der bei den herkömmlichen einfachen Exzenterantrieben vorhandene Effekt der stationären Umkehrpunkte unterdrückt wird.

Wesentlich für die Wirkung ist der Umstand, daß der äußere Exzenter gegenüber dem inneren Exzenter ständig andere Drehstellungen einnimmt. Dies wird dadurch herbeigeführt, daß er wegen des Spiels mit seiner zylindrischen Außenumfangsfläche immer nur an einem Widerlager des Mitnehmers anliegt. Die Anlage an einem bestimmten Widerlager erfolgt, solange der innere Exzenter sich gegen dieses Widerlager hin bewegt und den äußeren Exzenter dagegen andrückt. An dem gegenüberliegenden Widerlager ist die äußere Umfangsflache des äußeren Exzenters frei. Der äußere Exzenter rollt daher an dem Widerlager, an dem er anliegt, entsprechend der durch den inneren Exzenter bewirkten Verlagerungen parallel zu den Widerlagern ab und dreht sich dabei gegenüber den Widerlagern. Kehrt sich die Bewegungsrichtung des inneren Exzenters gegen das gegenüberliegende Widerlager, so kommt der äußere Exzenter nach Zurücklegung des Spiels

mit seiner Umfangsfläche dort zur Anlage und wird an dem ersten Widerlager freigesetzt. Während der Anlage und des Abrollens führt der äußere Exzenter wiederum eine Drehung gegenüber den Widerlagern durch. Zwar haben die Drehungen während verschiedener Phasen verschiedene Richtungen und heben sich teilweise wieder auf, doch verbleibt nach einer Umdrehung des inneren Exzenters ein resultierender Drehwinkel, der zu der ständigen Drehung des äußeren Exzenters und der Verlagerung der Umkehrpunkte führt.

Damit von dem inneren Exzenter durch Reibung auf den äußeren Exzenter übertragene Umfangskräfte das Abrollen des äußeren Exzenters nicht beeinträchtigen, ist es gemäß Anspruch 2 vorteilhaft, wenn der innere Exzenter über Wälzlager in dem äußeren Exzenter gelagert ist.

Die Exzentrizität der beiden Exzenter kann gemäß Anspruch 3 gleich sein.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Teilansicht des Antriebs eines Schabers an einer Kalanderwalze;

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht des in Fig. erkennbaren Mitnehmers, teilweise im Schnitt;

Fig. 3 zeigt eine Ansicht gemäß Fig. 2 von oben, teilweise geschnitten nach der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 bis 11 zeigen schematisch verschiedene Drehstellungen des Doppelexzenters;

Fig. 12 gibt schematisch einen Ausschnitt aus Fig. 6 in vergrößertem Maßstab wieder.

In Fig. 1 ist das Ende einer einzelnen Kalanderwalze dargestellt, die in der üblichen Weise in einem nicht wiedergegebenen Maschinengestell gelagert ist und mit ebenfalls nicht wiedergegebenen Gegenwalzen zusammenwirkt.

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Zur Vermeidung des Umwickelns der Kalanderwalzen mit der Papierbahn bei einem Abriß ist der Kalanderwalze 20 ein als Ganzes mit 15 bezeichneter Schaber zugeordnet, der einen Schaberbalken 10, einen Klingenhalter 11 und eine Schaberklinge 12 umfaßt, die sich alle im wesentlichen über die Breite der Bahn bzw. die Länge der Kalanderwalze 20 erstrecken. Der Schaberbalken 10 besteht aus einem starken Winkelprofil, welches mittels Schrauben 16 mit einer sich parallel zur Achse der Kalanderwalze 20 erstreckenden Antriebsstange 2 verbunden ist, die ihrerseits in einem gestellfesten Lagerbock 1 schwenkbar und in ihrer Längsrichtung verschiebbar gelagert ist. An der Antriebsstange 2 ist ein Anstellhebel 9 befestigt, der über einen Luftzylinder 6 verschwenkt werden kann, der über eine Befestigungsstütze 7 am Maschinengestell festgelegt ist.

Am äußeren Ende der Antriebsstange 2 ist ein als Ganzes mit 3 bezeichneter Mitnehmer befestigt, der zwei einander in Achsrichtung der Antriebsstange parallel gegenüberliegende Widerlager 17,18 in Gestalt ebener, zur Achse der Antriebsstange 2 senkrechter Platten umfaßt. In dem Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Platten 17,18 von der Antriebsstange 2 nach unten, und es greift von unten ein auf der Antriebswelle 19 eines Getriebemotors 5 angeordneter Exzenter 4 zwischen die Widerlager 17,18. Der Getriebemotor 5 ist am Maschinengestell befestigt.

Durch die Betätigung des Luftzylinders 6 kann der Schaber 15 gegen die Kalanderwalze 20 angestellt oder von ihr abgehoben werden. Durch die Wirkung des Exzenters 4 wird die Antriebsstange 2 in ihrer Achsrichtung und damit der Schaber 15 längs der Achse der Kalanderwalze 20 hin- und herbewegt.

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Der Aufbau des Exzenters 4 im einzelnen geht aus den Fig. 2 und 3 hervor. Auf dem An triebszapfen 19 des Getriebemotors 5 ist mittels eines Keils 21 ein innerer Exzenter 22 festgesetzt, dessen Drehachse mit der Drehachse 23 der Antriebswelle 19 zusammenfällt und der eine zylindrische Außenumfangsfläche mit einer um den Betrag 25 der Exzentrizität versetzten Achse 26 aufweist. Auf der Umfangsfläche 24 ist ein Kugellager 27 angeordnet, welches durch einen Seeger-Ring 28 in Achsrichtung auf der Umfangsfläche 24 gegen einen Bund des inneren Exzenters 22 fixiert ist. Der Außenumfang des Kugellagers 27 sitzt in einer zylindrischen Ausnehmung 29 des äußeren Exzenters 30, dessen zylindrische Außenumfangsfläche 31 mit Spiel Sp zwischen die Widerlager 17,18 paßt, d.h. in Richtung der Antriebsstange 2 um Sp verschiebbar ist. Der äußere Exzenter 30 besitzt eine Exzentrizität 32, die durch den Abstand der Achsen der Ausnehmung 29 und der äusseren ümfangsflache 31 gegeben ist.

Der Bewegungsablauf ist in den schematisierten Fig. 4 bis 11 dargestellt.

Fig. 4 zeigt die Ausgangsposition. Die Drehstellung des Exzenters 22 ist am leichtesten an der Lage des Keils *21 erkennbar, die Drehstellung des äußeren Exzenters 30 an einer Markierung 33. Die größte Ausladung des Exzenters 22 von seiner Drehachse 23 ist nach rechts (Fig. 4), d.h. gegen das Widerlager 18, gerichtet, die größte Ausladung des äußeren Exzenters 30 von seiner Drehachse 26 gegen das Widerlager 17. Der äußere Exzenter 30 liegt an dem Anlagepunkt 34 an dem Widerlager 18 an, d.h. das Spiel besteht auf der linken Seite zu dem Widerlager 17.

Der innere Exzenter 22 läuft in der in Fig. 4 durch den Pfeil angedeuteten Richtung, d.h. im Uhrzeigersinn, gleichmäßig um. Der Pfeil auf dem äußeren Exzenter 30 gibt die Drehrichtung an, die der äußere

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Exzenter 30 bis zuletzt vor dem Erreichen der in Fig. 4 dargestellten Situation innehatte.

Wenn sich der innere Exzenter 22, von der Situation nach Fig. 4 ausgehend, um einen Betrag von etwa 25° in die Stellung nach Fig. 5 weiterdreht, nimmt er den äußeren Exzenter 30 um ein gewisses Stück nach links mit, so daß der äußere Exzenter 30 von dem Widerlager 18 abhebt. Wegen des Spiels Sp (Fig. 3) ist der äußere Exzenter 30 aber noch nicht an dem gegenüberliegenden Widerlager 17 zur Anlage gekommen. Die Exzenter 22,30 bewegen sich also in dieser Phase frei, wobei die Antriebsstange 2 vorübergehend stehenbleibt.

Setzt der innere Exzenter 22 seine Drehbewegung, ausgehend von der Stellung nach Fig. 5, fort, so gibt es einen Moment, in welchem die Verlagerung der Exzenter 22,30 nach links dem Spiel entspricht und der äußere Exzenter 30 an einem Anlagepunkt 34 an dem linken Widerlager 17 zur Anlage kommt. Dieser Moment . ist in Fig. 6 dargestellt. Der innere Exzenter 22 hat dabei, ausgehend von der Stellung nach Fig. 4, einen Drehwinkel d^ von etwa 40° zurückgelegt. Dieser "Anlagedrehwinkel" ist konstruktionsbedingt verschieden und hängt von der Exzentrizität des inneren Exzenters 22 und von dem Spiel Sp ab. Es ist in diesem Zusammenhang auch ersichtlich, daß für das eine funktionsfähige Anordnung ergebende Spiel Sp gewisse Grenzen bestehen: Ist nämlich das Spiel Sp größer als die doppelte Exzentrizität 25 des inneren Exzenters 22, so erreicht

der äußere Exzenter 30 die Widerlager 17,18 nicht mehr und bleibt die Antriebsstange 2 stehen. Das Spiel muß also in jedem Fall kleiner sein. In der Praxis ist der Betrag des Spiels Sp weit von diesem Grenzwert entfernt und liegt bei den üblicherweise vorkommenden

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Größen des äußeren Exzenters 30 mit Durchmessern in der Größenordnung von 100 mm in der Größenordnung von 1 mm.

Von der Stellung in Fig. 6 an beginnt der äußere Exzenter 30 also, die Antriebsstange 2 wieder nach links mitzunehmen. Vom gleichen Moment an beginnt der äußere Exzenter 30, an dem linken Widerlager 17 abzurollen. In den Fig. 4 bis 11 ist die Situation so dargestellt, als bliebe der äußere Exzenter 30 ohne Anlage an einem der Widerlager 17,18 stehen, d.h. als drehte sich der innere Exzenter 22 weiter, ohne den äußeren Exzenter 30 mitzunehmen. Dies wird in der Praxis nicht oder jedenfalls nicht vollständig der Fall sein. Auf diesen Punkt wird nachstehend noch eingegangen. In den Zeichnungen ist jedenfalls der Extremfall gänzlich fehlender Mitnahme wiedergegeben.

In Fig. 12 ist der Bereich der Antriebswelle 19 aus Fig. 6 noch einmal vergrößert dargestellt. Die Stellung des inneren Exzenters 22 kann an der Stellung des Keils 21 abgelesen werden. Die Stellung nach Fig. 4 entspricht der rechts oben gestrichelt wiedergegebenen Stellung des Keils 21. Von hier aus legt die Antriebswelle 19 bzw. der innere Exzenter 22 den Winkelet, zurück, bis der Keil 21 seine ausgezogen wiedergegebene Stellung erreicht und der äußere Exzenter gemäß Fig. 6 in dem Anlagepunkt.34 das Widerlager 17 erreicht hat. Da der Mittelpunkt des Außenumfangs des inneren Exzenters 22 auf der Achse 26, d.h. im Mittelpunkt des Keils 21, gelegen ist, hat der innere Exzenter 22 in der Stellung nach Fig. 6 den äußeren Exzenter um den in Fig. 12 mit Sp bezeichneten Betrag nach links mitgenommen.

Wenn sich der Exzenter 22,von der Stellung nach Fig. 6 ausgehend, weiterdreht bis in die Stellung nach Fig. 7,werden die Exzenter 22,30 nicht nur nach links, sondern auch nach unten verlagert. Dabei rollt

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der Exzenter 30 an dem Widerlager 17 ab, und zwar in dem in Fig. 7 angegebenen Drehsinn. Der Drehwxnkel ergibt sich daraus, daß sich die Drehachse 26 des äußeren Exzenters 30 von Fig. 6 nach Fig. 7 um die Strecke P (Fig. 12) nach unten verlagert. Daraus ergibt sich ein bestimmter Rollweg und ein Drehwinkel <L(P), der relativ klein ist.

Bei der Weiterdrehung von Fig. 7 nach Fig. 8 durch den "linken unteren Quadranten" nimmt der innere Exzenter 22 den äußeren Exzenter 30 unter Anlage desselben an dem Widerlager 17 nach oben mit, so daß sich die Abrollrichtung umkehrt und der äußere Exzenter 30 eine Drehung in entgegengesetztem Drehsinn ausführt, wie in Fig. 8 angedeutet. Der Betrag dieser Drehung ergibt sich aus dem Betrag der Verlagerung, der in Fig. 12 mit Q bezeichnet ist. Der entsprechende Drehwinkels (Q) ist wegen der größeren Verlagerung größer. alsd. (P).

Von der Stellung nach Fig. 8 an hebt der äußere Exzenter 30 wieder von dem Widerlager 17 ab und wird nach rechts verlagert, bis er nach Zurücklegung des Winkels d^ durch den inneren Exzenter 22 wieder an einem Anlagepunkt 34 an dem rechten Widerlager 18 zur Anlage kommt, wie es in Fig. 9 dargestellt ist. Von da an rollt der äußere Exzenter 30 von dem rechten Widerlager 18 ab und vollführt dabei bis zu der Stellung nach Fig. 10 eine Drehung im angegebenen •Drehsinn um den Winkel *k,(P).

Von der Stellung nach Fig. 10 ausgehend, wird der äußere Exzenter 30 von dem inneren Exzenter 22 nach unten mitgenommen und an dein rechten Widerlager 18 abgerollt, und zwar wieder um den größeren DrehwinkelcL(Q) bis in die in Fig. 11 wiedergegebene Stellung, in der sich der innere Exzenter 22 wieder in der in Fig. 4 angenommenen Ausgangsstellung befindet

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Nicht in der Ausgangsstellung befindet sich jedoch der äußere Exzenter 30, wie an der Lage der Markierung 33 im Vergleich zu Fig. 4 zu erkennen ist. Es hat sich vielmehr ein resultierender Drehwinkel des äußeren Exzenters 30 gegenüber dem Widerlager 17,18 ergeben, der wie folgt zustande gekommen ist:

im gegen den

Uhrzeigersinn Uhrzeigersinn

von Fig. 6 nach Fig. 7

von Fig. 7 nach Fig. 8 djQ)

von Fig. 9 nach Fig. 10 dJP)

von Fig. 10 nach Fig. 11 ^ (Q)

Die größeren Drehungsbeiträge ck»(Q) erfolgen stets gegen den Uhrzeigersinn, die kleineren Beiträge dy„(P) im Uhrzeigersinn. Es muß also bei der Addition aller Drehungsbeiträge ein Betrag entgegen dem Uhrzeigersinn übrigbleiben.

Die ganze Überlegung fußt auf der Voraussetzung, daß der äußere Exzenter 30, wenn er nicht an einem der Widerlager 17,18 anliegt, trotz der fortlaufenden Drehung des inneren Exzenters 22 stehenbleibt und nicht mitgenommen wird. Dies ist eine theoretische Annahme, die in der Praxis nicht zutreffen wird. Bei der Drehung des inneren Exzenters 22 im Uhrzeigersinn wird natürlich eine gewisse Umfangskraft auf den äußeren Exzenter 30 übertragen, die den äußeren Exzenter 30 mitzunehmen bestrebt ist und von dem Drehwiderstand zwischen den Exzentern 22,30 abhängt. Die Vorsehung des Kugellagers 27 zwischen den beiden Exzentern 22,30 hat auch nicht den Sinn, auf die Mitnahme bei freiem Exzenter 30 Einfluß zu nehmen, sondern soll verhindern, daß die Mitnahmekräfte, wie es bei einer Gleitlagerung der Fall sein könnte, so groß werden, daß der äußere Exzenter 30 bei der Anlage an einem der Widerlager 17,18 durchrutscht und somit die zur Verlagerung der Umkehrpunkte notwendige ständige Drehung nicht durchführt.

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Maßgeblich für die Wirkung ist nämlich dieser Effekt, d.h. die Erzielung eines zwischenzeitlichen Abrollens des äußeren Exzenters 30 an den Widerlagern 17,18. Dieser Effekt ergibt die erwünschte Veränderung der Lage der Umkehrpunkte, auch wenn der innere Exzenter 22 den äußeren Exzenter 30, wenn dieser frei ist, bei der Drehung im Uhrzeigersinn mitnehmen sollte. Zwischen diesen Mitnahmen erfolgt nämlich ebenfalls die durch die Abrollung bedingte langsame Drehung des äußeren Exzenters 30 entgegen dem Uhrzeigersinn, die sich der intermittierenden raschen Mitnahme- durch den inneren Exzenter 22 überlagert und dafür sorgt, daß die Umkehrpunkte immer an anderen Stellen gelegen sind.

Nur in dem theoretischen Fall, daß die Mitnahme durch den inneren Exzenter 22 imUhrzeigersinn pro Umdrehung des inneren Exzenters 22 die durch das Abrollen bedingte Gegendrehung des äußeren Exzenters 30 genau aufheben sollte, tritt die gewünschte Verlagerung der Umkehrpunkte nicht ein. Dieser Fall kann aber in der Praxis ausgeschlossen werden. Im allgemeinen wird die Mitnahme durch den inneren Exzenter 22 wesentlich größer sein als die Rückdrehung durch die Abrollung. Auch wenn die Winkel sich einmal genau aufheben sollten, so werden durch Veränderung der Reibungsverhältnisse, zum Beispiel durch Temperaturänderungen oder Verschleiß, sich sehr bald Unterschiede herausstellen, die die Umkehrpunkte wieder zum Wandern bringen.

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Claims

Patentansprüche

1.J Vorrichtung zum oszillierenden Linearantrieb eines Bauteils, insbesondere eines Schabers an einer Kalanderwalze in dessen Längsrichtung, mit * einem mit dem Bauteil verbundenen Mitnehmer mit zwei .' einander parallel gegenüberliegenden Widerlagern und mit einem zwischen die Widerlager eingreifenden Exzenter, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenter (4) als Doppelexzenter (22,30) mit feststehend gelagertem, angetriebenem inneren Exzenter (22) und darauf frei drehbar gelagertem äußeren Exzenter (30) ausgebildet ist und der Außenumfang (31) des äußeren Exzenters (30) zwischen den Widerlagern (17,18) Spiel (Sp) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Exzenter (30) über ein Wälzlager (27) auf dem inneren Exzenter (22) gelagert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Exzentrizitäten (25,32) beider Exzenter (22,30) gleich sind.

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