DE19619110C2 - Walzenpaar - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Walzenpaar nach Oberbegriff von Anspruch 1.

Derartiges Walzenpaar ist bekannt z. B. aus DE 39 01 060 A1. Wesentlich hieran ist, daß jede einzelne Walze endseitig in einem Antriebsgehäuse gelagert ist. Das An­ triebsgehäuse trägt einen Befestigungsflansch für ein dort aufzusetzendes Getriebe. Infolgedessen wird beim Antrieb der einzelnen Walze ein Gegendrehmoment in das Antriebsgehäuse geleitet. Um diese Gegendrehmomente abzustützen, ist es be­ kannt, jedes der einzelnen Antriebsgehäuse auf dem zugeordne­ ten Gegengehäuse abzustützen. Hierdurch verbleiben die Gegen­ drehmomente auf beide Antriebsgehäuse innerhalb des Systems und werden trotz der Forderung nach Fest- und Loswalze allein innerhalb des Systems aufgezehrt.

Strebt man an, die getriebliche Koppelung dieser Gehäuse zur Vermeidung von sekundären Drehmomenten so vorzunehmen, daß die Abstützkräfte praktisch durch die Walzenmittelpunkte laufen, so ist es aus der DE 40 19 363 C1 bekannt, die Ge­ häuse über gleichlange Koppeln mit den Drehmomentstützen am Gehäuse gelenkig zu verbinden. Es entsteht hierdurch eine parallelogrammartige Führung der Drehmomentstützen mittels der verbindenen Koppeln.

Problematisch ist jedoch die exakte Fertigung gleichlan­ ger Koppeln, weil dies auch eine exakte Fertigung der Drehge­ lenke an den jeweiligen Drehmomentstützen voraussetzt.

Zu diesem Zweck müssen daher nicht nur für die Koppeln sondern auch für die Drehmomentstützen an den Getriebegehäu­ sen spiegelbildlich exakt zueinander passende Werkstücke ge­ fertigt werden, was aufgrund der spiegelbildlichen Einspann­ situation dieser Bauteile auch auf numerisch gesteuerten Ma­ schinen nicht einfach sein dürfte. Der hiermit verbundene Fertigungsaufwand ist nicht zu vernachlässigen. Insbesondere müssen für derartige Walzenpaare stets paarweise gleiche Stützhebel mit Koppeln gefertigt und logistisch bewirtschaf­ tet werden.

Dies läßt sich praktisch nur innerhalb der Fertigungs­ genauigkeit erzielen, die deshalb naturgemäß nur relativ kleine Toleranzen zulassen kann.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, bei praktisch sichergestellter Funktionstüchtigkeit den Fer­ tigungsaufwand zur Herstellung und den logistischen Aufwand beim Walzenpaar einer derartigen Walzenpresse zu verringern.

Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des An­ spruchs 1.

Aus der Erfindung ergibt sich der Vorteil, daß keine Bauteilidentität notwendig ist. Dieser Vorteil wird dadurch erzielt, daß die bislang notwendige Fertigungssymmetrie prak­ tisch vermieden wird. Dabei macht sich die Erfindung die Er­ kenntnis zu nutze, daß es "einen einzigen Betriebszustand" derartiger Walzenpaare nicht gibt.

Die Lage der Walzen relativ zueinander ändert sich stän­ dig. Folglich kann das bisherige Bestreben, wonach man stets bemüht war, die Kräftesumme theoretisch zu Null werden zu lassen, lediglich für einen einzigen Betriebspunkt gelten.

Dies hat die Erfindung erkannt. Es kommt nämlich beim Betrieb derartiger Walzenpressen der "einzige Betriebspunkt" lediglich statistisch gesehen vor. Derartige Walzenpressen werden ständig in einem Bereich um den Betriebspunkt herum relativ zueinander positioniert sein. Die schädlichen sekun­ dären Drehmomente lassen sich daher praktisch nicht vermei­ den. Dann kommt es allerdings auch nicht auf exakte Ferti­ gungssymmetrie an, sondern es genügt, lediglich ungefähr gleiche Länge der Koppeln vorzugeben.

Daher wirkt sich die Erfindung bereits bei der Ur-Form Herstellung der Werkstücke aus. Bereits im Modellbau kann auf unnötige Fertigungsgenauigkeit verzichtet werden.

Die Erfindung bezieht sich dabei nicht allein, jedoch vorrangig auf unterschiedlich vorgegebene Koppellängen.

Ferner kann sich die Erfindung auch auf voneinander ab­ weichende Getriebedeckel mit zugehörigen Stützhebeln beziehen als auch auf die Fertigung von lediglich den Stützhebeln.

Auch auf die Ersatzteilwirtschaft wirkt sich die Erfin­ dung aus. Während bisher Koppeln stets paarweise getauscht werden mußten, um deren Längenidentität sicherzustellen, kön­ nen nun die Koppeln und ebenso die Getriebedeckel mit Stütz­ hebeln und ebenso separate Stützhebel in Längenbereichen ein­ gelagert werden. Die Längenbereiche sollen alle derartigen Bauteile umfassen, deren Längenabweichungen von einer vorge­ gebenen Grundlänge im Bereich zwischen etwa 1% und 10% liegt.

Es ist also wesentlich für die Erfindung, daß es abwei­ chend vom "idealen Betriebszustand" stets Restkräfte und pa­ rasitäre Drehmomente an dem System aus Stützhebel und Koppel gibt, daß diese parasitären Drehmomente jedoch ohne weiteres von Stützhebeln und Koppeln abgefangen werden können auch wenn die Koppeln und/oder die Stützhebel voneinander abwei­ chende Längen im Bereich bis zu etwa 10%, bezogen auf eine durchschnittliche Grundlänge, aufweisen.

Dabei bringt es die Erfindung vorteilhafterweise sogar mit sich, daß die bislang üblichen Fertigungsgenauigkeiten durch sogenannte Grobmaßtoleranzen ersetzt werden können, weil es nach dieser Erfindung nur noch auf eine größenord­ nungsgleiche Länge der Koppeln bzw. der Stützhebel ankommt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs­ beispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Koppeln unterschiedlicher Länge,

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Koppeln und Stützhebeln unterschiedlicher Länge,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Koppeln unterschiedlicher Länge und Kraft­ wirklinie durch die Drehmittelpunkte der Walzen, und

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Koppeln und Stützhebeln unterschiedlicher Länge und Kraftwirklinie durch die Dreh­ mittelpunkte der Walzen.

Sofern im folgenden nichts anderes gesagt ist, gilt die folgende Beschreibung stets für alle Figuren.

Die Figuren zeigen das Walzenpaar einer Walzenpresse, bestehend aus einer ersten Walze 1a und einer zweiten Walze 1b.

Beide Walzen drehen sich in zueinander gegenläufiger Drehrichtung und ziehen in Richtung des sich verengenden Wal­ zenspalts ein zu walzendes Material ein.

Aus den gegenläufigen Drehrichtungen 2a und 2b ist daher die Förderrichtung des Walzenpaares vorgegeben.

Jede Walze sitzt in einem Antriebsgehäuse 3a bzw. 3b. Derartiges Antriebsgehäuse ist endseitig der Walze angeord­ net. Jede Walze sitzt mit ihrem Ende in dem Antriebsgehäuse 3a bzw. 3b gelagert und beide Antriebsgehäuse 3a bzw. 3b sind im Sinne einer Festwalze und einer Loswalze relativ zueinan­ der beweglich.

An jedem derartigen Antriebsgehäuse 3a bzw. 3b sitzt ein Walzenantriebsmotor (nicht gezeigt) der sich mit seinem Befe­ stigungsflansch auf dem Antriebsgehäuse 3a bzw. 3b abstützt. Der rotierende Teil des Antriebsmotors ist drehfest mit der jeweiligen Walze 1a bzw. 1b verbunden.

Folglich ist bei Drehung des Antriebsmotors nicht nur die zugehörige Walze in Drehung versetzt, sondern über das jeweilige Antriebsgehäuse 3a bzw. 3b wird ein entsprechendes Gegendrehmoment 4a bzw. 4b in das Antriebsgehäuse 3a bzw. 3b eingeleitet.

Um dieses Gegendrehmoment abzufangen, dienen jeweils Paare aus Stützhebeln 7a bzw. 8a für die erste Walze 1a sowie die Stützhebel 7b bzw. 8b für die zweite Walze 1b.

Die Stützhebel erstrecken sich, ausgehend vom jeweiligen Antriebsgehäuse derart, daß sie zwischen sich einen Winkel von etwa 90° aufspannen, wobei die so gebildeten Winkel je­ weils eines Stützhebelpaares 7a, 8a bzw. 7b, 8b sich prak­ tisch symmetrisch bezüglich einer Verbindungsgeraden durch die Scheitelpunkte einander zugewandt sind.

Am Ende jedes Stützhebels ist ein Drehgelenk 13, 14, 15, 16 vorgesehen. Jeweils sich zugewandte Drehgelenke 13, 14 bzw. 15, 16 sind über eine gemeinsame Koppel 9a bzw. 9b mit­ einanderverbunden.

Dabei ist wesentlich, daß jeweils einer der Stützhebel 7a, 7b in Wirkrichtung der zugehörigen Koppel 9a bzw. 9b mit einem erheblichen Abstand 10a bzw. 10b vom Drehpunkt 11a, 11b seiner zugehörigen Walze endet, während der jeweils andere Stützhebel 8a, 8b praktisch die Wirkrichtung der Koppel ver­ längert und kein nennenswertes Drehmoment in das jeweilige Antriebsgehäuse 3a, 3b einleitet.

Während also das jeweilige Gegendrehmoment 4a bzw. 4b von jeweils einem Stützhebel 7a, 7b in die zugehörige Koppel 9a bzw. 9b übertragen wird, ist das Ende der jeweiligen Kop­ pel 9a bzw. 9b am benachbarten Antriebsgehäuse 3b bzw. 3a so angelenkt, daß die Wirklinie 12a bzw. 12b der Koppel mit ver­ hältnismäßig geringem Abstand am Drehpunkt 11a bzw. 11b der jeweils anderen Walze vorbeigeht.

Dabei soll im Rahmen der Erfindung von einem unwesentli­ chen Abstand immer dann gesprochen werden, wenn die Kreu­ zungsstelle 17a, 17b zwischen der Wirklinie 12a bzw. 12b der Koppel 9a bzw. 9b und der Verbindungslinie des Drehgelenks 16, 13 am Drehmoment übertragenden Stützhebel 7b bzw. 7a und des zugehörigen Walzendrehpunkts 11b bzw. 11a im Zentimeter­ bereich um den jeweiligen Drehpunkt 11b bzw. 11a herum liegt.

Im jedem Falle ist jedoch ein unwesentlicher Abstand noch dann anzunehmen, wenn der oben definierte Schnittpunkt 17a, 17b innerhalb des Wälzlagerkreises der nicht näher be­ zeichneten Wälzlager für die erste bzw. zweite Walze 1a bzw. 1b liegt (s. Fig. 2).

Wesentlich ist nun, daß die Koppeln 9a bzw. 9b ungleich lang sind. Dies gilt für alle gezeigten Ausführungsbeispiele. Die Koppeln sind daher nicht fertigungssymmetrisch. Die un­ gleichen Längen 5a, 5b sind außerhalb der üblichen Ferti­ gungsgenauigkeit vorgegeben.

In den gezeigten Fällen sind die Längenabweichungen der­ art, daß sie in der Größenordnung zwischen etwa 1% bis etwa 10% des Mittelwertes aus beiden tatsächlichen Längen liegen.

Hiervon abweichend zeigt allerdings Fig. 2, daß es im Rahmen vorliegender Erfindung auch ohne weiteres möglich ist, die Koppeln innerhalb noch größerer Abweichungen unterschied­ lich lang vorzugeben.

Die Erfindung ist daher lediglich durch die Grenzen der Praktikabilität beschränkt.

Darüber hinaus zeigt Fig. 1, daß die Längen 10a bzw. 10b der Stützhebel 7a bzw. 7b trotz ungleich langer Koppeln 9a, 9b identisch gleich sind.

Dasselbe gilt für die Darstellung nach Fig. 3.

Abweichend hiervon zeigen Fig. 2 und Fig. 4 eine Ausfüh­ rungsform, bei welcher die Längen 10a bzw. 10b der Stützhebel 7a bzw. 7b und darüber hinaus auch die Längen 5a, 5b der Kop­ peln 9a bzw. 9b stark voneinander abweichen.

In jedem Falle sind dann nicht nur die Längen 5a, 5b der Koppeln 9a, 9b sondern auch die Längen 10a, 10b der Stützhe­ bel 7a, 7b außerhalb der üblichen Fertigungsgenauigkeit un­ gleich.

Dennoch läßt sich, wie insbesondere Fig. 3 und 4 zeigen, auch mit derartig ungleich langen Koppeln und Stützhebeln er­ reichen, daß die Abstützkräfte der Koppeln praktisch durch die jeweils zugehörigen Walzenmittelpunkte 11a bzw. 11b ge­ hen. Dies wird durch eine entsprechende geometrische Anord­ nung der jeweiligen Stützhebel 8a bzw. 8b erzielt. Dabei ist darauf zu achten, daß die Wirklinien der Koppeln jeweils einen Anlenkpunkt am jeweiligen Stützhebel 8a bzw. 8b erhal­ ten, in deren Verlängerung die Wirklinien praktisch durch den jeweiligen Drehpunkt 11a bzw. 11b laufen.

Auf diese Weise lassen sich die sekundären Drehmomente praktisch zu Null reduzieren. Dabei kommt es, wie die Erfin­ dung erkannt hat, insbesondere nicht darauf an, stets genau eine Drehmomentsumme von Null einzureichen. Dies beruht auf der grundsätzlichen Überlegung, daß es stets Restkräfte gibt, wenn sich das gezeigte System aus Drehmomentstützen und Kop­ peln nicht im "idealen Betriebspunkt" befindet.

Damit kann auch von den üblichen Fertigungsgenauigkeiten abgewichen werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kön­ nen daher die Koppeln bzw. Stützhebel ohne weiteres nach Grobmaß bzw. nach Gröbstmaßtoleranzen gefertigt sein. Auf die genaue Länge kommt es nämlich nicht an. Lediglich die Gelenk­ flächen sollten im Rahmen der üblichen Fertigungsgenauigkei­ ten gefertigt werden.

Darüber hinaus zeigen die Fig. 3 und 4 eine Weiter­ bildung der Erfindung, bei welcher die Koppeln 9a, 9b im wesentlichen parallel verlaufen. Die Koppeln 9a, 9b sind end­ seitig so angelenkt, daß die Verbindungslinien 12a, 12b der jeweils beiden Koppelanlenkpunkte 13, 14 bzw. 15, 16 prak­ tisch durch die Mittelpunkte 11a, 11b der zugehörigen Walzen­ drehachsen laufen.

Damit wird für alle praktisch vorkommenden Betriebszu­ stände das sekundäre Drehmoment nur gering bleiben. Dennoch läßt sich die Fertigungsgenauigkeit heruntersetzen. Die Fer­ tigungstoleranzen sind größer. Die Fertigungskosten sinken.

Bezugszeichenliste

1

a erste Walze

1

b zweite Walze

2

a Drehrichtung erste Walze

2

b Drehrichtung zweite Walze

3

a Antriebsgehäuse erste Walze

3

b Antriebsgehäuse zweite Walze

4

a Gegendrehmoment erste Walze

4

b Gegendrehmoment zweite Walze

5

a Länge der ersten Koppel

5

b Länge der zweiten Koppel

7

a erster Stützhebel erste Walze

7

b erster Stützhebel zweite Walze

8

a zweiter Stützhebel erste Walze

8

b zweiter Stützhebel zweite Walze

9

a erste Koppel

9

b zweite Koppel

10

a Länge erster Stützhebel erste Walze

10

b Länge erster Stützhebel zweite Walze

11

a Drehpunkt erste Walze

11

b Drehpunkt zweite Walze

12

a Wirklinie der ersten Koppel

12

b Wirklinie der zweiten Koppel

13

Drehgelenk

14

Drehgelenk

15

Drehgelenk

16

Drehgelenk

17

a Schnittpunkt

17

b Schnittpunkt

Claims (6)

1. Walzenpaar einer Walzenpresse, deren beide Walzen (1a, 1b) gegenläufig (2a, 2b) angetrieben und jeweils end­ seitig in einem Antriebsgehäuse (3a, 3b) gelagert sind und deren Antriebsgehäuse (3a, 3b) im Sinne einer Fest­ walze und einer Loswalze relativ zueinander beweglich sind und sich im Sinne der an jedem Antriebsgehäuse (3a, 3b) angreifenden Gegendrehmomente (4a, 4b) über je­ weils einen Stützhebel (7a, 7b) und eine Koppel (9a, 9b) am jeweils anderen Antriebsgehäuse (3b, 3a) gegenseitig abstützen, dadurch gekennzeichnet, daß
die Koppeln (9a, 9b) ungleich lang sind, und daß
die ungleiche Länge (5a, 5b) der Koppeln (9a, 9b) außer­ halb der üblichen Fertigungsgenauigkeit vorgegeben ist.

2. Walzenpaar nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützhebel (7a, 7b) ebenfalls außerhalb der üblichen Fertigungsgenauigkeit ungleich lang (10a, 10b) sind.

3. Walzenpaar nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Abstützkräfte der Koppeln (9a, 9b) mit ihren Wirklinien (12a, 12b) praktisch durch die jeweils zugehö­ rigen Walzendrehpunkte (11b, 11a) gehen.

4. Walzenpaar nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß abweichend von üblicher Fertigungs­ genauigkeit die Koppeln (9a, 9b) bzw. die Stützhebel (7a, 7b) nach Grobmaß-Toleranzen gefertigt sind.

5. Walzenpaar nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet,
daß die Koppeln (9a, 9b) praktisch parallel verlaufen, und
daß die Verbindungslinien (12a, 12b) der jeweils beiden Kop­ pelanlenkpunkte (13, 14; 15, 16) praktisch durch die Mittelpunkte (11b, 11a) der zugehörigen Walzendrehachsen laufen.

6. Walzenpaar nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Längenabweichungen der Koppeln (9a, 9b) bzw. der Stützhebel (7a, 7b) in der Größenordnung zwischen plus/minus 1% bis plus/minus 10% des Mittel­ werts aus beiden tatsächlichen Längen liegen.