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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ankoppeln einer eine Schmierstoff-Gas-Strömung führenden Versorgungsleitung an eine Maschine, bei der mindestens eine Schmierstelle mittels des von der Schmierstoff-Gas-Strömung transportierten Schmierstoffs geschmiert wird, wobei die Vorrichtung einen an die Versorgungsleitung angeschlossenen von der Maschine weg und auf diese zu bewegbaren Kupplungskopf und eine an der Maschine angeordnete Aufnahmeeinheit umfasst. Vorrichtungen dieser Art werden bei Maschinen eingesetzt, bei denen durch eine gezielte Schmierstoffversorgung einerseits eine ausreichende Schmierung der jeweiligen Lagerstelle gewährleistet, andererseits jedoch der Schmierstoffeinsatz auch so genau dosiert sein soll, dass ein minimaler Verbrauch und ein damit einhergehend minimaler Entsorgungsaufwand gewährleistet ist.
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Ein typisches Beispiel für Maschinen, bei dem die Versorgung der Wälzlager über einen Schmierstoff-Gas-Strom erfolgreich eingesetzt wird, sind Walzgerüste für das Warm- oder Kaltwalzen von Metallbändern. Aufgrund dessen, dass die Wälzlagerungen solcher Gerüste im Walzbetrieb große Kräfte aufnehmen müssen, bestehen an ihre Schmierstoffversorgung hohe Anforderungen. So dient der jeweils eingesetzte Schmierstoff einerseits zur Verringerung der im Wälzlager auftretenden Reibung. Gleichzeitig wird über den Schmierstoff ein Teil der Wärme abtransportiert, die sich im jeweiligen Lager aufgrund der dort unvermeidbar auftretenden Rollreibung bildet.
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Die in der Praxis auch als ”Öl-Luft-Schmierung” bezeichnete Schmierstoff-Gasstrom-Schmierung erlaubt gerade bei solchen Anwendungsfällen eine genau dosierte Zuteilung der jeweils benötigten Schmierstoffmenge auf die jeweiligen Schmierstellen. So kann nicht nur die Menge an im Umlauf gehaltenem Schmierstoff drastisch reduziert werden, sondern es sind gegenüber der auf einem konventionellen Ölstrom beruhenden Schmierung auch die Gefahr der Bildung von Leckagen und der für die Abdichtung der Lager erforderliche Aufwand deutlich vermindert.
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Eine für den Einsatz in Walzgerüsten und vergleichbaren Maschinen geeignete Einrichtung zum gleichmäßigen Aufteilen einer Schmierstoff-Gasstrom-Strömung auf eine Vielzahl von Abströmkanälen ist aus der
EP 0 902 868 B1 bekannt. Diese bekannte Einrichtung weist eine Zuströmbohrung auf, die sich in eine Vielzahl von Abströmleitungen verzweigt. Um die gleichmäßige, von Schwerkrafteinflüssen unbeeinflusste Verteilung des Gas-/Schmiermittelstromes unter Aufrechterhaltung einer turbulenten Strömung in allen Abströmleitungen zu erreichen, mündet dabei die Zuströmbohrung in eine sich in Strömungsrichtung erweiternde Verteilkammer. Im Bereich des Übergangs von der Zuströmbohrung in die Verteilkammer ist dabei eine umlaufende Abrisskante und auf der dem Ende der Zuströmbohrung gegenüberliegenden Wand der Verteilkammer eine konzentrisch zur Endöffnung der Zuströmbohrung ausgerichtete Prallfläche ausgebildet, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Zuströmbohrung. Um den Umfang der Prallfläche verteilt sind die Eingangsöffnungen der Abströhmbohrungen angeordnet. Ältere Einrichtungen zum Verteilen eines Schmierstoff-Gasstroms sind aus der
US 5 253 733 oder der
EP 0 010 269 B1 bekannt.
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In der
DE 10 2007 043 403 B3 ist vorgeschlagen worden, bei einem Walzgerüst die für eine Öl-Luft-Schmierung benötigte Verbindungsleitung zwischen dem zu versorgenden Lager und einem Kupplungsanschluss, an den die den Öl-Luft-Strom führende Versorgungsleitung angekoppelt wird, durch die Walze zu führen, die in dem zu schmierenden Lager gelagert ist. Der Vorteil dieser Anordnung der Verbindungsleitung besteht darin, dass die Leitung gut geschützt gegen Beschädigungen und optimal platzsparend verlegt werden kann. Gleichzeitig erlaubt diese Anordnung die Zufuhr des Öl-Luft-Stroms nur von der Bedienseite des Walzgerüstes her. Ein Zugang zur in der Regel schlecht erreichbaren Antriebsseite des Gerüstes ist daher für Montage- oder Wartungsarbeiten nicht erforderlich. In der Praxis schwierig erweist sich allerdings, dass auf der Bedienseite für das An- und Abkoppeln der Versorgungsleitung an die Verbindungsleitung der jeweiligen Walze nur ein sehr begrenzter Raum zur Verfügung steht. Dies erweist sich wegen des geringen Platzangebotes insbesondere dann als problematisch, wenn das An- und Ankoppeln manuell vorgenommen werden muss.
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Vor diesem Hintergrund bestand die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der es gefahrlos und betriebssicher möglich ist, auch unter räumlich eng begrenzten Verhältnissen die bei einer Schmierstoff-Gas-Schmierung benötigte Versorgungsleitung an die jeweils zu versorgende Maschine anzuschließen. Darüber hinaus sollte eine entsprechend gestaltete Maschine angegeben werden.
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In Bezug auf die Vorrichtung ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, dass eine solche Vorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen ausgestattet ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den auf Anspruch 1 rückbezogenen Ansprüchen angegeben.
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Genauso ist die oben genannte Aufgabe durch eine Maschine gelöst worden, die die in Anspruch 12 angegebenen Merkmale aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Lösung sind in den auf Anspruch 12 rückbezogenen Ansprüchen angegeben.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ankoppeln einer eine Schmierstoff-Gas-Strömung führenden Versorgungsleitung an eine Maschine, bei der mindestens eine Schmierstelle mittels des von der Schmierstoff-Gas-Strömung transportierten Schmierstoffs geschmiert wird, umfasst einen an die Versorgungsleitung angeschlossenen, von der Maschine weg und auf diese zu bewegbaren Kupplungskopf und eine an der Maschine angeordnete Aufnahmeeinheit. Um auf einfache Weise eine lagerichtige und sichere Ankopplung zu ermöglichen, besitzen nun erfindungsgemäß der Kupplungskopf und die Aufnahmeeinheit jeweils ein Zentrierteil. Dabei sind die Zentrierteile des Kupplungskopfes und der Aufnahmeeinheit zueinander komplementär so ausgebildet, dass bei an die Aufnahmeeinheit angekoppeltem Kupplungskopf das eine Zentrierteil formschlüssig in das andere Zentrierteil greift. Die bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dem Kupplungskopf und der Aufnahmeeinheit zugeordneten Zentrierteile sind dementsprechend so geformt, dass sie ein zielgerichtetes ”Zueinanderfinden” von Kupplungskopf und Aufnahmeeinheit auch dann noch gewährleisten, wenn die Zustellbewegung des Kupplungskopfes nicht exakt auf die Position der Aufnahmeeinheit abgestimmt ist. Genauso sind die Zentrierteile so ausgebildet, dass sie bei miteinander verkoppeltem Kupplungskopf und Aufnahmeeinheit deren relative Lage so sichern, dass ein ordnungsgemäßer Anschluss der Versorgungsleitung dauerhaft gewährleistet ist.
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Die Ankopplung der Versorgungsleitung erfolgt dabei dadurch, dass erfindungsgemäß der Kupplungskopf einen in einem Anschlussteil mündenden, an die Versorgungsleitung angeschlossenen Verbindungskanal und die Aufnahmeeinheit einen korrespondierenden, mit der jeweiligen Schmierstelle verbundenen Verbindungskanal aufweist. Der Verbindungskanal der Aufnahmeeinheit mündet in einem zum Anschlussteil des Kupplungskopfes komplementären Anschlussteil, so dass bei an der Aufnahmeeinheit angekoppeltem Kupplungskopf die Anschlussteile von Aufnahmeeinheit und Kopplungskopf dicht miteinander verbunden sind.
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Die geforderte Sicherheit und Zuverlässigkeit, mit der bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung die Ankopplung der Versorgungsleitung an die jeweilige Maschine durchgeführt werden kann, wird dabei zusätzlich dadurch abgesichert, dass erfindungsgemäß die Position des Anschlussteils der Aufnahmeeinheit in Bezug auf den Kupplungskopf in mindestens eine von der Bewegungsrichtung des Kupplungskopfs abweichende Richtung veränderbar ist. Die durch diese Lagerung ermöglichte Beweglichkeit stellt in Kombination mit der Funktion der Zentrierteile beim Kupplungsvorgang sicher, dass sich die Lage der Aufnahmeeinheit an die jeweilige Zuführstellung des Kupplungskopfes selbsttätig anpasst. So kann die Aufnahmeeinheit durch eine geeignete Ausbildung ihrer Lagerung ohne Weiteres der durch die beim Ankoppeln des Kupplungskopfes zusammenwirkenden Zentrierteile bewirkten Zentrierung folgen. Durch die bewegliche Lagerung der Aufnahmeeinheit lassen sich dabei nicht nur Ungenauigkeiten der Positionierung des Kupplungskopfes, sondern auch Abweichungen der Position der Aufnahmeeinheit in Bezug auf den Bewegungsweg des Kupplungskopfs ausgleichen, die durch einsatzbedingte Lageveränderungen der die Aufnahmeeinheit tragenden Bauteile der Maschine oder desgleichen verursacht werden können. So kann es beispielsweise in Folge von Erwärmung und damit einhergehender Materiallängung oder durch Verstellung eines die Aufnahmeeinheit tragenden Bauteils der jeweiligen Maschine zu einer über einen Toleranzbereich hinausgehende Lageveränderung der Aufnahmeeinheit kommen, die im Moment des Ankoppelns des Kupplungskopfes ausgeglichen werden muss, um eine ordnungsgemäße Verbindung der Versorgungskanäle von Kupplungskopf und Aufnahmeeinheit zu gewährleisten.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lagerung der Aufnahmeeinheit besteht darin, dass über diese Lagerung auch bei an die Aufnahmeeinheit angekoppeltem Kupplungskopf betriebsbedingte Relativbewegungen zwischen der Aufnahmeeinheit und der Maschine bzw. dem Kupplungskopf ausgeglichen werden, ohne dass die Verbindung zwischen Kupplungskopf und Aufnahmeeinheit belastet wird.
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In diesem Zusammenhang kann es dabei besonders zweckmäßig sein, wenn die Position der Aufnahmeeinheit in einer quer zur Bewegungsrichtung des Kupplungskopfes ausgerichteten Richtung voreinstellbar ist. Dies erlaubt es, die Position der Aufnahmeeinheit in Bezug auf den Kupplungskopf unter Berücksichtigung der beispielsweise durch Verschleiß oder andere Einflüsse sich einstellenden Veränderungen ihrer relativen Lage zum Kupplungskopf problemlos so vorzugeben, dass Kupplungskopf und Aufnahmeeinheit stets optimal zusammenfinden, ohne dass dabei größere Belastungen ihrer einzelnen Bauteile auftreten.
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Mit der Erfindung steht somit eine Vorrichtung zur Verfügung, die es auf einfache Weise ermöglicht, eine Ankopplung einer eine Schmierstoff-Gas-Strömung führenden Versorgungsleitung betriebssicher vorzunehmen. Dabei ist die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgelegt, dass der gesamte Kopplungsvorgang, ohne ein manuelles Eingreifen zu erfordern, problemlos teil- oder vollautomatisch durchgeführt werden kann.
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Aufgrund der bei ihr im verkoppelten Zustand durch die erfindungsgemäße Gestaltung selbsttätig gewährleisteten lagesicheren Zuordnung von Kupplungskopf und Aufnahmeeinheit eignet sich eine erfindungsgemäße Vorrichtung insbesondere dazu, in eine größere Baugruppe einer Maschine integriert zu werden, bei der beispielsweise für Wartungsarbeiten regelmäßig Versorgungsleitungen abgekoppelt und ein größeres Bauelement entfernt werden muss, um gegen ein anderes ausgetauscht zu werden.
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Eine solche Situation ist beispielsweise dann gegeben, wenn es sich bei der mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestatteten Maschine um ein Walzgerüst zum Warm- oder Kaltwalzen von Metallband, insbesondere Stahlband, handelt, bei dem die Arbeitswalzen in einem Walzenblock gelagert sind, der bei Erreichen eines bestimmten Verschleißzustandes der Walzen mit den Walzen aus dem Gerüst gezogen wird. Insbesondere dann, wenn bei einem solchen Walzgerüst mindestens eine Walze oder Rolle mit einem durch sie hindurch verlaufenden, an die Aufnahmeeinheit angeschlossenen Verbindungskanal für den Schmierstoff-Gas-Strom versehen ist, erweist sich die erfindungsgemäße Vorrichtung als vorteilhaft. In diesem Fall kann nämlich die Aufnahmeeinheit an dem die jeweilige Walze tragenden Walzenblock montiert sein, so dass eine unkomplizierte Vormontage möglich ist. Gleichzeitig kann der Kupplungskopf beispielsweise von einer an der Maschine vorhandenen Riegeleinrichtung zum Verriegeln des Walzenblocks getragen sein, die den Kupplungskopf im Zuge der Entriegelung des Walzenblocks zunächst so mitnimmt, dass er aus dem Bewegungsweg des Walzenblocks entfernt ist, und nach dem Wechsel des Blocks wieder so positioniert ist, dass er in einer besonders einfachen, insbesondere linearen Bewegung mit der jeweiligen Aufnahmeeinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zusammengeführt werden kann.
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Die durch die Zentrierteile von Kupplungskopf und Aufnahmeeinheit gebildete Zentriereinrichtung kann so ausgebildet sein, dass das eine Zentrierteil ein Zentrierdorn und das andere Zentrierteil ein Zentriertrichter ist. Eine besonders praxisgerechte Gestaltung ergibt sich dabei dann, wenn das als Zentrierdorn ausgebildete Zentrierteil dem Kupplungskopf zugeordnet ist und in Richtung der Aufnahmeeinheit über das Anschlussteil des Kupplungskopfes hinaussteht. In diesem Fall trifft das Zentrierteil des Kupplungskopfes beim Ankoppeln bereits auf das komplementäre Zentrierteil der Aufnahmeeinheit, bevor die Anschlussteile von Kupplungskopf und Aufnahmeeinheit miteinander verbunden werden. Auf diese Weise befinden sich Kupplungskopf und Aufnahmeeinheit stets in ordnungsgemäßer räumlicher Zuordnung, wenn ihre Anschlussteile miteinander verbunden werden. Übermäßige, möglicherweise Beschädigungen verursachende Belastungen der durch die Anschlussteile gebildeten Verbindung der Versorgungskanäle von Kupplungskopf und Aufnahmeeinheit werden so vermieden.
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Eine besonders betriebssichere und gegen Beschädigungen unempfindliche Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Stelleinrichtung zum Verstellen mindestens eines der Anschlussteile in oder gegen die Bewegungsrichtung des Kupplungskopfes vorgesehen ist. Diese Stelleinrichtung erlaubt es, die Versorgungskanäle gezielt erst dann endgültig miteinander zu verkoppeln, wenn der Kupplungskopf und die Aufnahmeeinheit ihre vorgesehene lagerichtige Betriebsposition erreicht haben. Beschädigungen, die durch eine nicht ordnungsgemäße Positionierung der Anschlussteile relativ zueinander verursacht werden könnten, werden so sicher vermieden.
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Demselben Zweck dient es, wenn eines der Anschlussteile in Bewegungsrichtung des Kupplungskopfes federnd elastisch abgestützt ist. Gleichzeitig kann über die federnd elastische Abstützung sichergestellt werden, dass die Anschlussteile in Betriebsstellung mit einer für ihre Dichtheit erforderlichen Kraft zusammengehalten werden.
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Abhängig von den im praktischen Betrieb auftretenden Lageveränderungen der Aufnahmeeinheit kann es zweckmäßig sein, wenn die Lagerung der Aufnahmeeinheit so ausgebildet ist, dass sie eine Bewegung der Aufnahmeeinheit in mindestens zwei, insbesondere mindestens drei Freiheitsgraden erlaubt. So können die in der Praxis möglicherweise zu Belastungen der Verbindung zwischen der Aufnahmeeinheit und dem Kupplungskopf führenden Lageänderungen der Aufnahmeeinheit beispielsweise dadurch zielgerichtet ausgeglichen werden, dass die Lagerung der Aufnahmeeinheit eine Dreh- und eine Linearbewegung der Aufnahmeeinheit erlaubt. Eine besonders platzsparende Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lagerung lässt sich dabei dadurch erreichen, dass die Drehachse der Drehbewegung und die Längsachse der Linearbewegung koaxial zueinander ausgerichtet sind.
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Die im praktischen Einsatz erforderlichen Ausgleichsbewegungen der Aufnahmeeinheit können insbesondere dann besonders sicher und mit vergleichbar geringem baulichen Aufwand ermöglicht werden, wenn die Bewegungsrichtung des Kupplungskopfes und die durch das Lager, in dem die Aufnahmeeinheit beweglich gelagert ist, ermöglichte Linearbewegung orthogonal zueinander ausgerichtet sind. So erweist es sich im Fall, dass der Kupplungskopf beispielsweise in horizontaler Richtung auf die Aufnahmeeinheit zu und von ihr wegbewegt wird, als zweckmäßig, wenn die Aufnahmeeinheit in vertikaler Richtung linearbeweglich gelagert ist. Dabei kann dadurch, dass die Aufnahmeeinheit in Richtung ihrer jeweiligen Linearbeweglichkeit federbelastet ist, auf besonders einfache Weise sichergestellt werden, dass die Aufnahmeeinheit jeweils selbsttätig in eine vorbestimmte Nulllage zurückbewegt wird.
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Um die beim Ankuppeln des Kupplungskopfes und im laufenden Betrieb in Bewegungsrichtung des Kupplungskopfes auf die Aufnahmeeinheit wirkenden Kräfte aufzunehmen, kann eine Stützfläche vorgesehen sein, gegen die sich die Aufnahmeeinheit verschiebbar abstützt. Die Verschiebbarkeit stellt dabei sicher, dass die Aufnahmeeinheit den durch ihre Lagerung ermöglichten Bewegungen trotz ihrer zusätzlichen Abstützung frei folgen kann.
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Weiter optimiert werden können die Möglichkeiten des selbsttätigen Ausgleichs eines Lageversatzes zwischen Kupplungskopf und Aufnahmeeinheit dadurch, dass das zum Ankoppeln an das Anschlussteil des Kupplungskopfes bestimmte Anschlussteil der Aufnahmeeinheit in einer Aufnahme der Aufnahmeeinheit mit Spiel gelagert ist. Eine solche Lagerung erlaubt einerseits, das Anschlussteil verschiebbar zu lagern und in der Bewegungsrichtung des Kupplungskopfes federnd elastisch abzustützen, so dass eine dichte Anlage beider Anschlussteile aneinander stets gewährleistet ist. Des Weiteren erlaubt eine mit ausreichendem Spiel behaftete lose Lagerung des Anschlussteils der Aufnahmeeinheit auch den Ausgleich eines Winkelversatzes zwischen den Anschlussteilen von Aufnahmeeinheit und Kupplungskopf. Dazu kann die Weite der das Anschlussteil der Aufnahmeeinheit aufnehmenden Aufnahme größer als die äußeren Abmessungen des Anschlussteils sein, so dass das Anschlussteil in der Aufnahme lose um eine quer zur Bewegungsrichtung des Kupplungskopfes ausgerichtete Achse schwenkbeweglich ist. Besonders geeignet ist die Erfindung für Gerüste zum Warmwalzen von metallischen Bändern bei Temperaturen oberhalb von 400°C. Dies gilt ganz besonders für Walzgerüste, die alleine oder als Teil einer Warmwalzstaffel zum Warmwalzen von Stahlbändern eingesetzt werden. Gerade bei solchen Warmwalzgerüsten zeigen sich die Vorteile einer durch die Erfindung auf einfache Weise ermöglichten präzisen, teil- oder vollautomatisierbaren Ankopplung der Versorgungsleitung, die die zur Versorgung der Walzen- und Rollenlagerungen des Gerüstes benötigte Schmierstoff-Gas-Strömung führt.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Vorrichtung zum Ankoppeln einer eine Schmierstoff-Gas-Strömung führenden Versorgungsleitung an ein Walzgerüst in einer ersten Betriebsstellung in längsgeschnittener, perspektivischer Ansicht;
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2 die Vorrichtung gemäß 1 in einer zweiten Betriebsstellung in längsgeschnittener, perspektivischer Ansicht;
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3 eine Aufnahmeeinheit der Vorrichtung gemäß 1 und 2 in einer ersten Position in teilgeschnittener, perspektivischer Ansicht;
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4 einen Ausschnitt eines Walzgerüstes mit einer daran angeordneten, gemäß 1 und 2 ausgebildeten Vorrichtung.
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Die Vorrichtung 1 umfasst einen in im Wesentlichen horizontal ausgerichteter Bewegungsrichtung H verschiebbaren Kupplungskopf 2, an den eine einen Schmierstoff-Gas-Strom G führende, aus einem flexiblen Material bestehende Versorgungsleitung 3 angeschlossen ist, und eine Aufnahmeeinheit 4, an die eine Verbindungsleitung 5 angeschlossen ist, die zu einer hier nicht gezeigten Schmierstelle eines in 4 im Ausschnitt dargestellten Walzgerüsts führt. Die Aufnahmeeinheit 4 ist dabei in einer Lagerung 6 gelagert, die eine Linearbewegung V der Aufnahmeeinheit 4 in vertikaler Richtung und eine Drehbewegung R der Aufnahmeeinheit 4 um eine ebenfalls vertikal ausgerichtete Drehachse D ermöglicht.
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Der Kupplungskopf 2 weist ein Gehäuse 7 auf, das eine Stelleinrichtung 8 und eine Linearführung 9 für einen Zentrierdorn 10 aufnimmt.
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Die Stelleinrichtung 8 ist durch einen in das Gehäuse 7 eingeformten Zylinderraum 11 und einen durch den Zylinderraum 11 geführten Stellkolben 12 gebildet, der in horizontaler Richtung aus einer Entkopplungsstellung, bei dem er sich in einer von der Aufnahmeeinheit 4 zurückgezogenen Stellung befindet (1), in eine Kopplungsstellung bewegbar ist, in der er sich in einer an die Aufnahmeeinheit 4 angenäherten Stellung befindet (2). Zu diesem Zweck weist der Stellkolben 12 einen umlaufenden Absatz mit einer darin liegenden, gegen die Innenumfangsfläche des Zylinderraums 11 dichtende Umfangsdichtung 13 auf, durch welche der Zylinderraum 11 in axialer Richtung in zwei Teilräume 11a, 11b geteilt ist. Bei Druckbeaufschlagung des Teilraums 11a und Druckentlastung des Teilraums 11b wird der Stellkolben 12 in seine Kupplungsstellung bewegt, während er bei Druckbeaufschlagung des Teilraums 11b und Druckentlastung des Teilraums 11a seine Entkopplungsstellung einnimmt.
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An seiner der Aufnahmeeinheit 4 zugeordneten Stirnseite trägt der Stellkolben 12 ein Anschlussteil 14, auf dessen Stirnseite die Mündungsöffnung eines Verbindungskanals 15 eingeformt ist, der den gesamten Stellkolben 12 koaxial zu dessen Längsachse ausgerichtet durchzieht. Das Anschlussteil 14 weist im Bereich seines freien, der Aufnahmeeinheit 4 zugeordneten Endes einen vorstehenden Ringabsatz 16 auf, der die Mündungsöffnung des Verbindungskanals 15 umgibt. Zusätzlich ist auf den der Aufnahmeeinheit 4 zugeordneten Endabschnitt des Stellkolbens 12 eine Hülse 17 aufgeschoben, die in Richtung der Aufnahmeeinheit 4 über das Anschlussteil 14 hinaus steht und es so gegen Beschädigungen und Verschmutzungen schützt.
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Die Linearführung 9 für den als langer Stab mit einem in Richtung der Aufnahmeeinheit 4 kegelig spitz zulaufenden Spitzenabschnitt ausgebildeten, achsparallel zum Stellkolben ausgerichteten Zentrierdorn 10 ist im Gehäuse 7 des Kupplungskopfes 2 als Durchgangöffnung in einen sich an der Oberseite des Kupplungskopfes 2 über die Länge des Gehäuses 7 erstreckenden Gehäuseteil eingeformt. In der Linearführung 9 ist der Zentrierdorn 10 mit Schiebesitz geführt. Dabei ist er über ein Koppelglied 18 mit dem frei über das Gehäuse 7 hinaus stehenden Abschnitt des Stellkolbens 12 fest verbunden, so dass mit jeder Verstellung des Stellkolbens 12 auch der Zentrierdorn 10 verschoben wird. Die Länge des Zentrierdorns 10 ist dabei so bemessen, dass sein Spitzenabschnitt über eine bestimmte Länge L in Richtung der Aufnahmeeinheit 4 über das freie Ende der Hülse 20 und des Anschlussteils 14 des Kupplungskopfes 2 hinaus steht.
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Über einen an der zum Anschlussteil 14 gegenüberliegenden Stirnseite des Stellkolbens 12 angeordneten Anschluss 19 ist die Versorgungsleitung 3 mit dem Verbindungskanal 15 des Stellkolbens 12 verbunden. Eine an die von der Aufnahmeeinheit 4 abgewandte Seite des Gehäuses 7 befestigte, sich über den maximalen Stellweg des Stellkolbens 12 mit dem Anschluss 19 erstreckende Hülse 20 schützt auch den Anschluss 19 gegen Beschädigung und Verschmutzung.
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Die Aufnahmeeinheit 4 weist ein Gehäuse 21 auf, in das eine Aufnahme 22 für einen in horizontaler Richtung verschiebbaren Verbindungskolben 23 eingeformt ist. Der Verbindungskolben 23 ist mit Schiebesitz lose in der Aufnahme 22 geführt und trägt an seiner dem Kupplungskopf 2 zugewandten Seite ein Anschlussteil 24, auf dessen Stirnfläche eine sacklochartige Aufnahmeöffnung 25 eingeformt ist. Der Innendurchmesser der Aufnahmeöffnung 25 ist so an den Außendurchmesser des Ringabsatzes 16 des Anschlussteils 14 des Kupplungskopfes 2 angepasst, dass der Ringabsatz 16 mit leichtem Spiel in die Aufnahmeöffnung 25 eingeführt werden kann und bei an die Aufnahmeeinheit 4 angekuppeltem Kupplungskopf 2 dort formschlüssig und lösbar sitzt.
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In der Aufnahmeöffnung 25 mündet ein Verbindungskanal 26 der Aufnahmeeinheit 4, der sich durch den Verbindungskolben 23 zieht und an dessen von dem Anschlussteil 24 abgewandten Ende die zu der zu versorgenden Schmierstelle führende Verbindungsleitung 5 angeschlossen ist. Durch hier nicht dargestellte, in der Aufnahmeöffnung 25 sitzende oder vom Ringabsatz 16 getragene Dichtungen ist sichergestellt, dass bei an die Aufnahmeeinheit 4 angekoppeltem Kupplungskopf eine gegenüber der Umgebung U dichte Verbindung zwischen Verbindungskanal 15 des Kupplungskopfes 2 und dem Verbindungskanal 26 der Aufnahmeeinheit 4 hergestellt ist.
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An der vom Anschlussteil 24 abgewandten Seite ist an der Außenseite des Verbindungskolbens 23 ein Absatz ausgebildet, auf dem eine Druckfeder 27 sitzt. Mittels der Druckfeder 27 ist der Verbindungskolben 23 in horizontaler, der Bewegungsrichtung H des Kupplungskopfes 2 entsprechender Richtung federnd elastisch abgestützt. Gleichzeitig sind die Innenabmessungen der Aufnahme 22, insbesondere die Weite ihrer Öffnung in Bezug auf die Außenabmessungen des Verbindungskolbens 23 und des von ihm getragenen Anschlussteils 24 so gewählt, dass der Verbindungskolben 23 und mit ihm das Anschlussteil 24 um quer zur Bewegungsrichtung H ausgerichtete Achsen Y, Z schwenkbeweglich ist. Beim Ankuppeln des Kupplungskopfes 2 an die Aufnahmeeinheit 4 sowie im laufenden Betrieb kann das Anschlussteil 24 der Aufnahmeeinheit 4 auf diese Weise erforderlichenfalls in Bewegungsrichtung H elastisch zurückweichen und einen Winkelversatz des mit ihm zu verkoppelnden Anschlussteils 16 des Kupplungskopfes 2 durch eine entsprechende Kippbewegung um die Achsen Y, Z ausgleichen.
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Gleichzeitig drückt die Feder 27 das Anschlussteil 24 im angekoppelten Zustand mit einem definierten Druck gegen das komplementäre Anschlussteil 14 des Kupplungskopfes 2 und hält so die dauerhaft dichte Verbindung auch dann noch aufrecht, wenn es beispielsweise in Folge von Vibrationen oder desgleichen im laufenden Betrieb zu Relativbewegungen zwischen dem Gehäuse 21 der Aufnahmeeinheit 4 und dem Kupplungskopf 2 kommt.
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An seiner von dem Kupplungskopf 2 abgewandten Rückseite ist das Gehäuse 21 der Aufnahmeeinheit 4 an einer sich in vertikaler Richtung erstreckenden Stützfläche 28 so abgestützt, dass die Aufnahmeeinheit 4, wenn sie die in vertikaler Richtung ausgerichteten Linearbewegungen V ausführt, frei über die Stützfläche 28 gleiten kann.
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Zusätzlich ist oberhalb der Aufnahme 22 des Gehäuses 21 der Aufnahmeeinheit 4 ein Zentriertrichter 29 ausgebildet, dessen Längsachse sich achsparallel zur Längsachse der Aufnahme 22 und des koaxial dazu ausgerichteten Verbindungskolbens 23 erstreckt. Dabei hat die Längsachse des Zentriertrichters 29 zur Längsachse des Verbindungskolbens 23 denselben Abstand wie die Längsachse des Zentrierdorns 12 zur Längsachse des Stellkolbens 12 des Kupplungskopfes 2. Gleichzeitig ist die Trichteröffnung des Zentriertrichters 29 so ausgebildet, dass einhergehend mit dem in horizontaler Richtung H erfolgenden Einfahren des Zentrierdorns 10 in den Zentriertrichter 29 das Anschlussteil 14 des Kupplungskopfes 2 selbsttätig fluchtend und lagerichtig in Bezug zum Anschlussteil 24 der Aufnahmeeinheit 4 ausgerichtet wird. Infolge des Überstandes des Zentrierdorns 10 gegenüber dem freien Ende des Anschlussteils 14 des Kupplungskopfes 2 erfolgt diese Ausrichtung stets rechtzeitig vor dem Zusammentreffen der Anschlussteile 14 und 24 von Kupplungskopf 2 und Aufnahmeeinheit 4.
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Die für die Aufnahmeeinheit 4 vorgesehene Lagerung 6 umfasst eine Gewindestange 30, entlang der die Aufnahmeeinheit 4 frei auf und ab bewegt werden kann. Des Weiteren umfasst die Aufnahmeeinheit ein Drehlager 31, das durch ein die Gewindestange 30 umgebendes und koaxial zu dieser ausgerichtetes geschlitztes Rohr 32 gebildet ist, welches endseitig jeweils in einer die Aufnahmeeinheit 4 und die Lagerung 6 sowie die Stützfläche 28 umgebenden Einhausung 33 so drehbar gelagert ist, dass die Drehachse D des Drehlagers 31 mit der Längsachse der Gewindestange 30 zusammenfällt. Die Einhausung 33 ist dabei an ihre dem Kupplungskopf 2 zugeordneten Seite so geöffnet, dass die Aufnahmeeinheit 4 über ihren gesamten Bewegungsweg von ihrer dem Kupplungskopf 2 zugewandten Vorderseite frei zugänglich ist.
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Auf der Gewindestange 30 ist in dem Rohr 32 ein Schiebeelement 34 frei verschiebbar geführt, das über einen durch einen Schlitz des Rohres 32 greifenden Absatz einer auf der Umfangsfläche des Rohres 32 verschiebbaren Buchse 35 verkoppelt ist, welche die Aufnahmeeinheit 4 trägt. Die Verbindung zwischen dem Drehlager 31 und der Aufnahmeeinheit 4 kann ebenfalls elastisch ausgebildet sein, um die Übertragung von Vibrationen oder anderen Bewegungen von der Lagerung 6 auf die Aufnahmeeinheit 4 weitestgehend zu unterdrücken.
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In dem Rohr 32 sitzt eine Druckfeder 36, auf der das Schiebeelement 34 und mit ihm die in vertikaler Richtung entlang der Gewindestange 30 frei bewegliche Aufnahmeeinheit 4 federnd elastisch abgestützt sind. Die Druckfeder 36 ist so vorgespannt, dass sie das Gewicht der Aufnahmeeinheit 4 hält und so eine einfache Voreinstellung der Position der Aufnahmeeinheit 4 durch Verdrehen der Gewindestange 30 ermöglicht. Auf diese Weise können beispielsweise die sich in Folge von Verschleiß am Walzenblock 38 einstellenden Änderungen der Lage der Aufnahmeeinheit 4 in Bezug auf das Walzgerüst ausgeglichen werden. Die Druckfeder 36 wirkt dazu über einen ebenfalls frei entlang der Gewindestange 30 verschiebbaren Auflageteller 36a gegen eine mit der Gewindestange 30 in Eingriff stehende Drehmomentstütze 37, deren Vertikalposition durch Verdrehung der Gewindestange 30 eingestellt werden kann. Die Drehmomentstütze 37 bildet so einen verstellbaren Anschlag, durch den der Federweg der Druckfeder 36 begrenzt ist.
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In Ruhestellung sitzt die Aufnahmeeinheit 4 lose auf dem Auflageteller 36a. Auf diese Weise kann sie bei einer nach oben, von der Druckfeder 36 weg gerichteten Aufwärtsbewegung frei von dem Anschlagteller 36a abheben, während die Druckfeder 36 in ihrer durch die Position der Drehmomentstütze 37 bestimmten Vorspannstellung gehalten bleibt. Bei einer in entgegengesetzter Richtung erfolgenden Abwärtsbewegung setzt dagegen die Aufnahmeeinheit 4 auf den Anschlagteller 36a und drückt die Druckfeder 36 zusammen, die auf diese Weise die Abwärtsbewegung der Aufnahmeeinheit 4 abfedert.
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In 4 ist anhand eines hier nur in einem kleinen Ausschnitt gezeigten Walzgerüstes zum Warmwalzen von Stahlbändern gezeigt, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 an einer solchen Maschine angeordnet werden kann.
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Das Walzgerüst weist in diesem Fall einen hier ebenfalls nur im Ausschnitt gezeigten Walzenblock
38 auf, in dem die hier nicht sichtbaren Arbeitswalzen des Walzgerüstes gelagert sind. Die Arbeitswalzen sind dabei gemäß der in der
DE 10 2007 043 403 B3 beschriebenen Weise mit einem Durchgangskanal versehen, durch den der Schmierstoff-Gas-Strom G zu der jeweils zu versorgenden Schmierstelle strömt.
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Zum Wechsel der Arbeitswalzen kann der Walzenblock 38 in an sich bekannter Weise aus dem Walzgerüst herausgeschoben und gegen einen mit unverschlissenen Arbeitswalzen bestückten Walzenblock 38 ausgetauscht werden. In seiner in das Walzgerüst eingeschobenen Arbeitstellung wird der Walzenblock 38 mittels einer Verriegelungseinrichtung 39 arretiert. Die Verriegelungseinrichtung 39 umfasst dabei in an sich ebenfalls bekannter Weise einen Riegel 40, der zum Arretieren des Walzenblocks 38 von der Verriegelungseinrichtung 39 aus einer entriegelten Stellung (4), in der er aus dem Bewegungsweg des Walzenblocks 38 geschwenkt ist, in eine Verriegelungsstellung geschwenkt wird, in der er hinter einen entsprechend ausgebildeten Anschlag 41 des Walzenblocks 38 greift und so den Walzenblock 38 formschlüssig festlegt.
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Indem die Einhausung 33 mit der Aufnahmeeinheit 4, der Lagerung 6 und der Stützfläche 28 im Bereich des Anschlags 41 ortsfest am Walzenblock 38 montiert wird, bildet der jeweilige Walzenblock 38 mit den an ihm befestigten betreffenden Bauteilen der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 eine Baugruppe, die jeweils außerhalb des Walzgerüstes vormontiert werden kann. Dabei kann insbesondere der Anschluss der von der Aufnahmeeinheit 4 zu der jeweiligen Arbeitswalze führenden Versorgungsleitung 5 unproblematisch vorgenommen werden. Die Einhausung 33 wird dazu so an dem jeweiligen Walzenblock 38 montiert, dass die Aufnahmeeinheit 4 mit ihrem Zentriertrichter 29 und ihrem Anschlussteil 24 von der Bedienseite des Walzgerüstes her zugänglich ist.
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Indem gleichzeitig der Kupplungskopf 2 an dem Riegel 40 der Verriegelungseinrichtung 39 so montiert wird, dass er bei in die Verriegelungsstellung geschwenktem Riegel 40 mit seinem Zentrierdorn 10 im Wesentlichen fluchtend zum Zentriertrichter 29 der Aufnahmeeinheit 4 und in einem Abstand zur Aufnahmeeinheit 4 angeordnet ist, der dem Stellweg des Stellkolbens 12 entspricht, lässt sich das lagegerechte Positionieren und Ankoppeln des Kupplungskopfes 2 auf besonders einfache, kostengünstige Weise bewerkstelligen. Dabei eignet sich diese Anordnung von Kupplungskopf 2 und Aufnahmeeinheit 4 besonders für einen voll- oder teilautomatisch durchgeführten Ankopplungsvorgang.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung zum Ankoppeln der Versorgungsleitung
- 2
- Kupplungskopf
- 3
- Versorgungsleitung
- 4
- Aufnahmeeinheit
- 5
- Verbindungsleitung
- 6
- Lagerung
- 7
- Gehäuse
- 8
- Stelleinrichtung
- 9
- Linearführung
- 10
- Zentrierdorn
- 11
- Zylinderraum
- 11a, 11b
- Teilräume des Zylinderraums 11
- 12
- Stellkolben
- 13
- Umfangsdichtung
- 14
- Anschlussteil
- 15
- Verbindungskanal des Kupplungskopfes 2
- 16
- Ringabsatz
- 17
- Hülse
- 18
- Koppelglied
- 19
- Anschluss
- 20
- Hülse
- 21
- Gehäuse
- 22
- Aufnahme
- 23
- Verbindungskolben
- 24
- Anschlussteil
- 25
- Aufnahmeöffnung
- 26
- Verbindungskanal
- 27
- Druckfeder
- 28
- Stützfläche
- 29
- Zentriertrichter
- 30
- Gewindestange
- 31
- Drehlager
- 32
- Rohr
- 33
- Einhausung
- 34
- Schiebeelement
- 35
- Buchse
- 36
- Druckfeder
- 36a
- Auflageteller
- 37
- Drehmomentstütze
- 38
- Walzenblock
- 39
- Verriegelungseinrichtung
- 40
- Riegel
- 41
- Anschlag
- D
- Drehachse der Drehbewegung R
- G
- Schmierstoff-Gas-Strom
- H
- Bewegungsrichtung des Stellkolbens 12
- R
- Drehbewegung
- U
- Umgebung
- V
- Linearbewegung
- Y, Z
- Bewegungsrichtungen des Anschlussteils 24
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0902868 B1 [0004]
- US 5253733 [0004]
- EP 0010269 B1 [0004]
- DE 102007043403 B3 [0005, 0046]
