DE2050696A1

DE2050696A1 - Antriebsgetriebe für Walzen

Info

Publication number: DE2050696A1
Application number: DE19702050696
Authority: DE
Inventors: Erik Karlstad Danielsson (Schweden)
Original assignee: KARLSTAD MEKANISKA AB
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 1969-10-21
Filing date: 1970-10-15
Publication date: 1971-04-29
Also published as: DE2050696B2; CH514799A; DE2050696C3; NL165820C; JPS4941238B1; NO138220B; AT304417B; NL7014407A; BE757190A; DK127338B; GB1286889A; US3678775A; FI51996B; NL165820B; SE341106B; FR2065408A5; FI51996C; NO138220C

Description

DIPL.-INQ. KLAUS BEHN 7 Π 5 O 6 9 6

D1PL.-PHYS. ROBERT MÜNZHUBER PATENTANWÄLTE

8 MÜNCHEN 22 Wl DEN MAYERSTRASSE 8 TEL. (Ο811) 22 25 30-29 6192

Unsere Zeichen: A 32270 / Do \.j_% Oktober 1970

A 32370

Firma AKTISBOLAGUT KAHLSTAD3 r-^lvAIflSKA v/ERKüTAD, 20, Verkstadsgatan, 652 21 Karlstad, Schweden.

Antriebsgetriebe für V/alzen

i>ie Erfindung betrifft ein Antriebsgetriebe für eine Walze mit einer drehbaren, rohrförmigen Lagerschale, welche In- n>;n in kugelförmigen Hadiallagern auf einer feststehenden, durchgehenden, an beiden Enden befestigten Mittelwelle gelagert ijt, wobei eines ein in kugelförmigen ochwenkblöcken ye.'iultener hohler Lagerzapfen ist und die Lagerschale mit einem Innenverzahnungakranz versehen ist.

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Bei bestimmten walzen des bekannten Standes der Technik ist die Lagerschale so angeordnet, daß sie über ein Zahngetriebe mittels einer parallel zur Lagerschale und neben der feststehenden Mittelwelle angebrachten Antriebswelle getrieben wird* Dieses Zahngetriebe weist im allgemeinen einen äui3eren oder einen inneren Zahnkranz auf, v/elcher an einem Ende der rohrförmigen Lagerschale befestigt ist und mit einem auf der Antriebswelle gelagerten Antriebsrad im Eingriff steht« Diese Vorrichtungen, welche beispielsweise in der US-Iatentschrift Ho. 3 419 890 dargestellt werden, haben unter anderen den Nachteil, daß die Antriebswelle mit ihren Lagern und ihrem Antrieb den für andere Vorrichtungen, eingesehen von der Y/r.lze und ihren Halterungen, benötigten wertvollen Raum ainnehmerio

In anderen bekannten iLinrichtungen wird die './alze an einem Ende durch ein mit drei Ringen versehenes Radiallager gehalten» Dabei ist der innere Ring auf einem Ende dieBea Lagers auf der feststehenden Mittelwelle und der äußere Ring in einem Lagergehäuse angebracht, welches eine der Halterungen der feststehenden Mittelwelle bildet. Der mittlere Ring wird an einer Seite mit der drehbaren Lagerschale und an der anderen Seite mit einer drehbaren Antriebswelle befestigt, welche koaxial mit

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der Lagerschale verläuft und über das Lager der .salze Linausreicht. Durch solche Anordnungen v/ird im ..esoiitliclien die IiL: if te der Iiadialbelastung, v/elche auf die

i:.lse auf ü-rund ihrer .Funktion ausgeübt wird, und die HJIfte des Grev/ichtes der walze zu einender ..^;&lzenlager

übertragen, und zwar durch das mit drei Ringen versehene Lager, .em: dieses Lager so benessen ist, daß

es eine angemessene Lebensdauer hat, dann ist in den I

meisten Jrällen sein AuOendurclimesser im Verhältnis zum Durchmesser der WaIze unangenehm groß. Venn der Außendurchmesser dieses Lagers in xiinblicl·: auf weitere Ein- :-:<uvorrichtungen und auf den Durchmesser der /alze bemessen ist, dann kann des Lager eine zu kurze Lebensdauer haben.

£s ist das Siel dieser Erfindung, eine zuverlässige und raumsparende Antriebsvorrichtung für eine .falze- mit einer rohrförmigen, drehbaren Lagerschale zu schaffen, eiche innen auf einer an jedem Ende befestigten, durch-.tiienden elLe _oelagert ist. Die Antriebsvorrichtung iuuii von einer Lr:.ftquelle ein Drehmoment zur Lagerschale 'Joertragen, und zwar mit Hilfe einer zur Lagerschale o-Ovd. .1 angebrachten Antriebswelle. An die Lagerschale ist in bekannter ,eise ein Innenzahnkranz angebracht. Aus

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raumsparenden Gründen muß das Antriebsrad in einem Ende der feststehenden Hittelwelle untergebracht sein, so daß dieses Ende als hohler Wellzapfen oder als Rohr ausgeführt ist. Das Getriebe darf die Halterungen der feststehenden Mittelwelle oder die Lager der Lagerschale nicht behindern, so daß beim Entwurf und bei der Abmessung dieser Vorrichtungen, diese ihre Punktionen im wesentlichen ausführen können. Im Prinzip wird nicht jeder Teil des Getriebes als Halterung der Welle oder als Lager der Lagerschale verwendet.

Ein Antriebsgetriebe nach der Erfindung ist im wesentlichen gekennzeichnet durch ein drehbares Sonnenrad, welches sich in einem hohlen \7ellzapfen der feststehenden Welle befindet, sowie zwei Planetenräder, die mit einem Zahnkranz und einem Sonnenrad durch im hohlen Wellzapfen befindliche Schlitze in Eingriff stehen, wobei die Planetenräder in kugelförmigen Radiallagern auf V»^rellen gelagert sind, die ihrerseits am hohlen Wellzapfen parallel mit der Lagerschale befestigt sind, und zwar in einer ersten Ebene, die im wesentlichen senkrecht zu einer zweiten Ebene ist, in welcher sich die Lagerschale und die feststehende Mittelwelle bei Belastung neigen oder verlagern, so daß das Sonnenrad, die Planetenräder und der Innenzahnkranz ein an sich bekanntes Ilanetengetriebe (epicyclic gear) bilden»

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Wenn eine Walze mit einer auf einer durchgehenden Mittelwelle gelagerten Lagerschale belastet wird, dann wird die Belastung von der Lagerschale zur Welle übertragen, welche sich dadurch neigt. Durch eine besondere Vorrichtung kann die Lagerschale gerade oder entgegengesetzt zur Wellenneigung gehalten werden. Unter diesen Umständen können die symmetrischen Achsen der Lagerschale und der Welle bei verschiedenen Belastungen verschiedene Richtungen haben, woraus sich bei der Konstruktion besondere Bedingungen ergeben·

Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen:

Mg. 1 einen waagrechten Längsschnitt durch ein Getriebe, wobei der erfindungsgemäße Gegenstand in einem Ende einer Walze angebracht ist, und zwar während der beabsichtigten senkrechten Belastungsrichtung,

Mg. 2 einen senkrechten Längsschnitt mit den Stellungen und Richtungen der Getriebebauteile und ihren symmetrischen und ihren rotierenden Achsen wenn die Walze belastet ist, und

Mg. 3 einen senkrechten Querschnitt entlang der Linie III -III der Mg. 2.

Mg. 1 zeigt ein Getriebe, welches . in einem Ende einer Walze angebracht ist. Der Hauptteil der Walze besteht aus einer rohrförmigen Lagerschale 1, welche in der ITähe ihrer Enden in kugelförmigen Radiallagern 3 drehbar gelagert ist, die eich ihrerseits auf einer feststehenden, durchgehenden, an

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ihren Enden in Schwenkblöcken 7 gelagerten Mittelwelle befinden. Ein Ende der 'welle ist als hohler v/ellzapfen 9 ausgebildet. In dem hohlen Wellzapfen 9 befindet sich eine Sonnenradwelle 11 mit einem Sonnenrad 13, die zusammen mit den beiden Planetenrädern 15» 17 und einem am Ende der Lagerschale 1 befestigten Innenzahnkranz ein Planetengetriebe bilden. Die Planetenräder stehen mit dem Zahnkran? 19 und dem Sonnenrad 13 durch in der Wand des hohlen Wellzapfene 9 befindliche Schlitze 21, 23 in Eingriff. Die Planetenräder 15, 17 sind in kugelförmigen Radiallagern 25, 27 auf den Wellen 29, 31 drehbar gelagert, welche ihrerseits in einem feststehenden an der Mittelwelle 5 befestigten Planetenträger 33 angebracht sind. Die Sonnenradwelle 11 ist mitteis einer beweglichen Kupplungsscheibe 35 mit einer in zwei Radial« lagern 37, 39 im hohlen Y/ellzapfen 9 gelagerten Antriebswelle 41 verbunden. Die Antriebswelle 41 ißt mit einer Kraftquelle (nicht dargestellt) verbunden.

■•//enn die lagerschale 1 belastet wird, dann wird die .Belastung durch die kugelförmigen Radiallager 3 zur feststehenden Welle 5 und weiter zu den zwei Schwenkblöclren 7 übertragen, zwischen denen sich die feststehende v/elle 5 neigt. Wenn, die ,/alze mit gegen die neigung wirkenden

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Vorrichtungen zwischen der Lagerschale 1 und der ./eile 5 versehen ist, beispielsweise bekannte Vorrichtungen, welche einen hydraulischen Druck an die Innenseite der Lagerachale 1 entgegen der Belastungsrichtung ausüben, dann kann ein Teil dieser Belastung über diese Vorrichtungen zur feststehenden Welle 5 übertragen v/erden. Die belastete Lagerschale 1 kann mit Hilfe dieser Vorrichtungen ge- i rade gehalten oder sogar entgegengesetzt zur Neigung der ./eile 5 geneigt werden«

Im ο entrechten Längsschnitt der Ji¹Ig. 2 sind die Stellungen und Richtungen der Symmetrieachsen 51, 53 der Lagerschale 1 und der VeHe 5» die der Drehachsen 57, 59 61» 63» 67 unl die der Bauelemente des Getriebes dargestellt, welche diese einnehmen können, wenn auf die Walze eine äußere Be-Ifcstung in senkrechter Richtung von oben erfolgt und gleichzeitig zwischen Lagerschale 1 und Welle 5 angebrachte Vor- ^ richtungen 3±δen Druck ausüben, der in einer entgegengesetzt zur Belastung wirkenden Richtung erfolgte Zur Verdeutlichung sind die V.'inkelabweichungen viel größer dargestellt als tie tp.tsUchlich. bei Belastung sind.

Fi^. 3 seigt einen senkrechten Querschnitt der Jtellungen der Drehacxisen öl bic o3 des Planetengetriebes und seines Antriebes 1 ;> '.:!:; 1 ^, und zwar unter der in Pi.-. 'd dar^e-

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' stellten Belastungsbedingung.

Die Symmetrieachsen 51» 53 der Lagerschale 1 und der Welle 5 neigen sich auf Grund der Außenbelastung und dee entgegengesetzt wirkenden Innendrucke an der Lagerschale 1 ungleich in der gleichen Ebene und treffen nur in 2 Punkten aufeinander, nämlich im Mittelpunkt 55 der beiden kugelförmigen Hadiallager der Lagerschale 1 auf der Welle 5. Außerhalb des kugelförmigen Hadiallagers 3 (auf der Zeichnung rechts) weicht die Symmetrieachse der Lagerschale 1 und des Zahnkranzes 19 von der Symmetrieachse des Teiles der Welle 5 ab, welcher von dem gleichen Lager 3 herausreicht und den Planetenträger 33 die Radiallager 37, 39 und die mit der beweglichen Kupplungsscheibe 35 versehene Antriebswelle 41 trägt. Damit das Planetengetriebe 13 bis 19 zufriedenstellend arbeitet, ebenfalls wenn die Walze Belastungen verschiedener Größe ausgesetzt ist, dann ist es erforderlich, daß die Drehachse 57 des Sonnenrades 13, die Drehachsen 59, 61 der Planetenräder 15,17 und die Drehachse 63 des Zahnkranzes 19 immer parallel sind. Die Drehachse 63 des Zahnkranzes 19 deckt sich praktisch mit der Symmetrieachse 51 der Lagerschale 1. Die beiden Planetenrüder 15, 17 sind in Radiallagern 25, 27 gelagert und deshalb

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so schwenkbar, daß ihre Drehachsen 59» 61 parallel zur Drehachse 63 des Zahnkranzes 19 angebracht wird. Die Bonnenradwelle 11 ist in einem Gelenkpunkt 65 in der Mitte der beweglichen Kupplungsscheibe 35 angelenkt, weshalb die Drehachse 57 des Sonnenrades 13 parallel zur Drehachse 63 des Zahnkranzes 19 angebracht ist· Die Drehachse 67 der Antriebswelle 41 deckt sich mit der Symmetrieachse 51 der feststehenden Welle 5· Wenn die Walze keiner Be lastung ausgesetzt ist, dann verlaufen die Symmetrieachsen 51» 53 der Lagerschale 1 und der feststehenden Welle 5, die Drehachse 57 des Sonnenrades 13» die Drehachsen 51» 61 der Planetenräder 15, 17 die Drehachse der Antriebswelle 41 der Gelenkpunkt 65 der beweglichen Kupplungsscheibe 35 und der Drehmittelpunkt 55 des Lagers 3 der Lagerschale 1 in der gleichen waagrechten Ebene, senkrecht zu den Richtungen der beabsichtigten Belastungen. "

Wenn die Lagerschale 1 einer Belastung und gleichzeitig einem entgegengesetzt wirkenden Druck ausgesetzt wird, dann verschiebt sich der Zahnkranz 19 nach unten in Bezug zu den Planetenrädern 15, 17» welche sich auf Grund des Eingriffs der Antriebsräder geringfügig drehen, und

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zwar das Had 15 gegen den Uhrzeigersinn und das Rad 17 im Uhrzeigersinn, woduroh das Sonnenrad 15 nach oben verschoben wird₀ Die Verschiebung nach oben des Sonnenrades 13 in Bezug zu den Planetenrädern 15» 17 ist gleich der nach unten erfolgenden Verdrängung des Zahnkranzes 19 in Bezug zu den Planetenrädern 15» 17« Auf Grund der Eingriffe des Antriebsrades werden die Drehachsen 59» der yianetenräder 15, 17 parallel mit der Drehachse oj des Zahnkranzes 19 eingestellt. Vorausgesetzt, daß der Gelenkpunkt 65 der beweglichen Kupplungsscheibe 35 an der Antriebswelle 41 so angeordnet ist, daß dieser in dem hohlen V/ellzapfen 9 mittels der Lager 37» 39 nicht die Stellung verändern kann» und daß der Abstand zwischen diesem Gelenkpunkt 65 und der Mitte 69 des Sonnenrades 13 genauso groß wie der Abstand zwischen der Mitte 69 des Sonnenrades 13 und dem Mittelpunkt 55 des kugelförmigen Radiallagers 3 der lagerschale 1 ist, dann ist die Drehachse 57 des Sonnenrades 13 immer parallel mit der Drehachse 63 des Zahnkranzes 19» wenn das Sonnenbad 13 verschoben ist.

Damit die Antriebsräder genau eingreifen, müssen die Drehachsen 57 bis 63 des Planetengetriebes 13 bis 19

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parallel stehen, v/as, wie oben beschrieben, auch der Fall ist. Verglichen iuit dem zum Eingriff des Antriebes benötigten Spiel sind die geringen parallelen Verschiebungen der Drehachsen 57 bis 63 praktisch unbedeutend .Ebenfalls sind die geringen axialen Verschiebungen beim Eingriff der Zähne, besonders wenn diese geradeverzahnt sind, in der Praxis unerhebliche

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Claims

Patentansprüche

ί 1 .] Antriebsgetriebe für eine Walze mit einer rohrförmigen, drehbaren, in kugelförmigen Hadiallagern gelagerten Lagerschale, welche sich auf einer feststehenden, durchgehenden, an jedem Ende befestigten Mittelwelle befindet, deren eines Ende als hohler ^wellzapfen ausgeformt und von i-'ugelförmigen Schwenkblöcken gehalten wird und einem an der Lagerschale befestigten Innenzahnkranz, dadurch gekennzeichnet, Ja£ sich ein drehbares-Sonnenrad (1j}) in einem hohlen .,eilzapfen (9) der feststehenden velle (5) befindet, daß ζ//ei Planetenräder (15, 17) mit einem Zahnkranz (19)und einem Sonnenrad(1 3) durch im hohlen ,.eilzapfen (9) befindliche Schlitze (21, 23) in 'Eingriff stehen und daß die tlanetenräder (15, 17) in kugelförmigen Radiallagern (25, 27) auf Wellen (29, 31) gelagert sind, die ihrerseits am hohlen .,'ellzapfen (9) parallel mit der Lagerschale (1) befestigt sind, und zwar in einer ersten Ebene, die im wesentlichen senkrecht su einer zweiten Ebene ist, in welcher sich die Lagerschale (1) und die feststehende iittelv/elle (5) bei Belastung neigen oder verlagern, vobei dan Sonnenrad (13), die Ilanetenriider (15, 17) und ler lnneiiZaiinkranZ (K') ein ·:η ;:ich bekanntes J. l?inet'^n/'^;itri »be (epicyclic ge^;ir) bilden.

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2. Antriebsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sonnenrad (13) auf einem Ende einer oonnenradv/elle (11) befestigt ist, deren anderes Ende durch eine bewegliche Kupplungsscheibe (35) durch einen Gelenkpunkt (65) mit einer Antriebswelle (41) verbunden ist, daß der Abstand vom Gelenkpunkt (65) zur Mitte (69) des λ

Sonnenrades (13) im wesentlichen gleich dein Abstand zwischen der Mitte (69) zum liittelpunkt (55) des kugelförmigen Eadiallagers (3) der lagerschale (1) in der Nähe des hohlen ./ellzapfens (9) ist, daß die Antriebswelle (41) drehbar im hohlen .-/ellzapfen (9) gelagert und im eaentlichen koaxial mit der Lagerschale (1) ist, und daß die Kupplung in bekannter weise so ausgebildet ist, iaü sie Torsionskrüfte zwischen den /eilenenden (11, 41) überträft, unabhängig ob die './eilen miteinander ausgerichtet sind oder einen winkel bilden.

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