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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Spannvorrichtung zum Befestigen von Hartmetallwalzen auf einer Welle, insbesondere auf eine Spannvorrichtung, die auf einer Welle benutzt wird, die in Walzwerken verwendet wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Zusammenbau einer Spannvorrichtung.
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Herkömmliche Verfahren setzen die auf der Welle befindlichen Gewinde dazu ein, die Reaktionslast aufgrund des während des Spannens erzeugten Achsschubs aufzunehmen. Gewinde sind Spannungserhöher, die zu Wellenschäden führen können, oder es gibt immer die Möglichkeit, dass Gewinde aufgrund langer Benutzung blockieren.
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Üblicherweise werden die auf der Welle montierten Walzen durch Aufbringen einer Axiallast gespannt, welche entweder mechanisch durch eine Anzahl von Schrauben, die in gleichem Abstand voneinander angeordnet sind, oder durch hydraulischen Druck aufgebracht wird. Die Gegenlast oder Reaktionslast, die während des Spannens ausgeübt wird, wird von den Gewinden aufgenommen, welche sich auf der Welle befinden.
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Die gegenwärtigen axialen Spannmechanismen verwenden Gewinderinge, welche auf komplementären Gewinden der Welle befestigt sind. Die Walzen arbeiten bei hoher Temperatur, in korrosiver Atmosphäre und unter hohen Arbeitslasten. Dies führt zu beschädigten Gewinden auf den Wellen aufgrund von Korrosion und hoher Beanspruchung. Dies kann zur Blockierung des Spannmechanismus führen und die Welle unbrauchbar machen.
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Eine Art von Spannmechanismus ist in 1 dargestellt. Der Gewindering besitzt innere umlaufende Gewinde, die auf der Welle mittels komplementärer Gewinde, die sich auf der Welle befinden, befestigt werden. Die Axiallast wird unter Verwendung von Schrauben aufgebracht, welche am Gewindering montiert sind. Der zwischen dem Gewindering und der Walze vorgesehene Spalt wird zum Auziehen und Lockern der Schrauben verwendet. Während des Walzprozesses können die Gewinde auf der Welle und der Gewindering blockieren, was wiederum die Welle beschädigt und zum Bruch Ausfall, da die Gewinde Spannungserhöher sind. Die beiden oben genannten Punkte können dazu führen, die gesamte Wellenbaugruppe auszusondern und die Hartmetallwalzen zu beschädigen.
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Die
US 5 735 788 A beschreibt eine Spannvorrichtung für Hohlwalzen, bei der ein Ring über ein Gewinde vorpositioniert wird, um mittels in diesem Ring angeordneten Schrauben die Hohlwalze auf einer Welle zu verspannen.
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Die
DE 26 18 884 A 1 beschreibt eine Spannvorrichtung für Hohlwalzen, bei der in einem Ring, welches sich in einer Nut von einer Walzenwelle abstützt, Spannschrauben angeordnet sind, die zum Verspannen der Hohlwalze dienen.
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Die
US 3 851 365 A zeigt wiederum eine Spannvorrichtung für Hohlwellen, bei der auf einer Walzenwelle ein Gewinde angeordnet ist, auf dem eine erste Mutter zum Verspannen der Hohlwalzen dient und eine weitere zweite Mutter zum Sichern gegen die erste Mutter verspannt wird.
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Die Nachteile des Standes der Technik werden durch eine Spannvorrichtung nach Anspruch 1 beseitigt. Zusätzliche Merkmale und Vorteile werden durch die Techniken der vorliegenden Erfindung erzielt.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Spannvorrichtung zum Befestigen einer Hartmetallwalze auf einer Welle beschrieben. Die Spannvorrichtung umfasst eine oder mehrere Spannmuttern, welche um den Druckring herum angeordnet sind. Die Spannmuttern sind am Druckring durch geeignete Gewindemittel befestigt. Ein Paar geteilter Spannbacken ist derartig auf der Nut der Welle montiert, dass ein im inneren Umfang der geteilten Spannbacken vorgesehener Keil in der Nut aufgenommen wird und als Lagerbauteil fungiert und eine axiale Bewegung der geteilten Spannbacken während des Betriebes der Welle hemmt. Mehrere Schrauben sind durch mehrere mit Gewindelöcher geführt, die an der Vorderseite der geteilten Spannbacken vorgesehen sind, wobei die Schrauben eine axiale Kraft auf die Hartmetallwalze ausüben und Schlupf während des Betriebes der Welle verhindern. Ein Paar Positionierstifte, welche durch ein oder mehrere Durchgangslöcher führen, sind am Keilende der geteilten Spannbacken vorgesehen, um die radiale Bewegung der geteilten Spannbacken zu hemmen.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Zusammenbau einer Spannvorrichtung. Das Verfahren umfasst das Anordnen einer oder mehrerer Spannmuttern um den Druckring herum und Befestigen der Spannmuttern durch Gewindemittel. Ein Paar geteilter Spannbacken wird derart auf der Nut, die auf der Welle vorgesehen ist, montiert, dass der Keil genau auf die Welle passt. Mehrere Schrauben werden durch mehrere Löcher geführt, die an der Vorderseite der geteilten Spannbacken vorgesehen sind und unter Verwendung mehrerer Positionierstifte die geteilten Spannbacken um die Welle herum miteinander befestigen.
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Die vorstehende kurze Darstellung ist lediglich veranschaulichend und keineswegs als einschränkend gedacht. Zusätzlich zu den oben beschriebenen veranschaulichenden Aspekten, Ausführungsformen und Merkmalen werden weitere Aspekte, Ausführungsformen und Merkmale unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und die folgende ausführliche Beschreibung offensichtlich werden.
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Die neuartigen Merkmale und Besonderheit der Erfindung sind in den beigelegten Ansprüchen dargelegt. Die Erfindung selbst jedoch sowie eine bevorzugte Verwendungsform, weitere Aufgaben und Vorteile davon werden am besten unter Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung einer veranschaulichenden Ausführungsform in Verbindung mit den beigefügten Figuren zu verstehen sein. Eine oder mehrere Ausführungsformen werden nunmehr mit Bezug auf die beigefügten Figuren lediglich beispielhaft beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente darstellen. Es zeigen:
- 1 eine Seitenschnittansicht einer Welle mit Gewinden auf der Welle zum Einfädeln der Hartmetallwalze gemäß dem Stand der Technik;
- 2 eine Schnittansicht der Welle mit Nuten auf der Welle, wobei geteilte Spannbacken, Spannmuttern und ein Druckring an Ort und Stelle sind und durch Schrauben gemäß der Erfindung befestigt sind;
- 3 eine perspektivische Schnittansicht von vom der Welle mit Schrauben, welche eine axiale Kraft gemäß der Erfindung aufbringen;
- 4 eine Explosionsansicht der Spannvorrichtung der vorliegenden Erfindung;
- 5 eine perspektivische Vorderansicht der geteilten Spannbacken mit einem Keil am inneren Umfang der geteilten Spannbacken gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 6 eine perspektivische Vorderansicht der geteilten Spannbacken mit trapezförmigen Rippen, die unter einem Winkel an den Anschlussflächen verlaufen, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 7 eine perspektivische Vorderansicht der geteilten Spannbacken mit gestufter Fläche an der Umfangsfläche gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 8 eine perspektivische Vorderansicht des Druckrings mit Gewinden am äußeren Umfang gemäß der Erfindung;
- 9 eine perspektivische Vorderansicht der Spannmutter mit Gewinden am inneren Umfang gemäß der Erfindung und
- 10 eine Seitenansicht eines zusammengebauten Spannmechanismus der vorliegenden Offenbarung gemäß der Erfindung.
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Die Figuren beschreiben Ausführungsformen der Erfindung lediglich zu Veranschaulichungszwecken. Ein Fachmann wird aus der folgenden Beschreibung ohne weiteres erkennen, dass alternative Ausführungsformen der hier veranschaulichten Strukturen und Verfahren eingesetzt werden können, ohne von den Prinzipien der hier beschriebenen Erfindung abzuweichen.
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Das Vorhergehende hat die Merkmale und technischen Vorteile der vorliegenden Erfindung allgemein umrissen, damit die folgende ausführliche Beschreibung besser verstanden werden kann. Zusätzliche Merkmale und Vorteile der Erfindung werden hiernach beschrieben, welche den Gegenstand der Ansprüche der Erfindung bilden. Der Fachmann versteht, dass die offengelegte Konzeption und spezifische Ausführungsform ohne weiteres als Grundlage zur Modifizierung oder zum Entwurf weiterer Strukturen verwendet werden können, um dieselben Zwecke der vorliegenden Erfindung zu erfüllen. Es ist jedoch ausdrücklich zu verstehen, dass jede der Figuren lediglich zum Zwecke der Veranschaulichung und Beschreibung vorgesehen und nicht als eine Definition der Abgrenzungen der vorliegenden Erfindung gedacht ist. Es wird ohne weiteres verstanden, dass die Aspekte der vorliegenden Erfindung, wie sie hier allgemein beschrieben und in den Figuren veranschaulicht sind, in einer großen Vielzahl von verschiedenen Konfigurationen angeordnet, ersetzt, kombiniert und ausgelegt werden können, die alle explizit in Betracht gezogen werden und einen Teil dieser Erfindung bilden.
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Es wird nunmehr Bezug genommen auf die Zeichnungen, wobei die Zeichnungen lediglich ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulichen, sie aber nicht einschränken sollen.
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2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und veranschaulicht eine Querschnittsansicht der Welle (3), die eine Nut (6) aufweist. Die Welle (3) besitzt eine keilförmige Nut (6), um die an dem inneren Umfang der geteilten Spannbacken (5) vorgesehenen Keile (7) aufzunehmen. Die Gestalt des Keils (7) kann in Abhängigkeit von der Anforderung variieren und dementsprechend variiert die Gestalt der Nut, um den Keil aufzunehmen. Die Gestalt des Keils und der entsprechenden Nut umfasst quadratisch, rechteckig, trapezförmig, ist darauf aber nicht begrenzt. Der Druckring (2) ist auf der Welle (3) montiert und unter Verwendung von Spannmuttern (4) gesichert. Die geteilten Spannbacken (5) sind in der Nut (6), die auf der Welle (3) vorgesehen ist, aufgenommen und unter Verwendung von Positionierstiften (10) gesichert. Mehrere Schrauben (8) sind durch die Gewindelöcher (9) geführt, welche an der Vorderseite der geteilten Spannbacken (5) vorgesehen sind, um eine Axiallast zu erzeugen.
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Wenn während des Walzbetriebes das Material zwischen den Hartmetallwalzen hindurch läuft, neigt das auf die Hartmetallwalzen wirkende hohe Drehmoment dazu, die Walzen über die Welle (3) zu schieben. Die geteilte Spannbacke (5) mit Keil an ihrem inneren Umfang fungiert als das Lagerbauteil. Die Axiallast wird durch die mehreren Schrauben (8) erzeugt, welche in die Gewindelöcher (9) an der Fläche der geteilten Spannbacken (5) eingebracht sind, wie es in 3 und 4 gezeigt ist. Die Spannmuttern (4) mit Innengewinden werden auf dem Druckring (2) montiert, um zu gewährleisten, dass die erzeugte Axiallast während des Walzbetriebes nicht gestört wird. Ferner werden mehrere Positionierstifte (10) in Durchgangslöcher (11) eingebracht, welche an der Vorderseite der geteilten Spannbacken (5) vorgesehen sind, um das Paar von geteilten Spannbacken (5) an Ort und Stelle zu sichern und die radiale Bewegung der geteilten Spannbacken (5) während des Walzbetriebes zu verhindern.
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Die 5, 6 und 7 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung und stellen eine perspektivische Vorderansicht der geteilten Spannbacken (5) dar. Die geteilten Spannbacken (5) können mit Anschlussenden in Form von gestuften Keilen (5), trapezförmigen Rippen (6) und gestuften Flächen (7) versehen sein. Die trapezförmigen Rippen verlaufen unter einem Winkel an den Anschlussenden der geteilten Spannbacken (5), um die axiale Bewegung der Keile (7) zu hemmen, und eine hochfeste Schraube ist vorgesehen, um die geteilten Spannbacken (5) radial zu sichern. Das Paar von geteilten Spannbacken (5) ist unter Verwendung von mehreren Positionierstiften (10) miteinander befestigt, um die radiale Bewegung der geteilten Spannbacken (5) zu hemmen.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird in 7 eine perspektivische Vorderansicht der geteilten Spannbacken (5) mit gestufter Fläche an der Umfangsfläche gezeigt, die durch zueinander diametral gegenüberliegende Schrauben direkt gesichert werden.
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8 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und veranschaulicht eine perspektivische Vorderansicht des Druckrings (2), der Gewinde auf dem äußeren Umfang aufweist. Der Druckring (2) ist um die Welle (3) herum angeordnet und weist an seinem äußeren Umfang Gewinde auf. Die auf dem äußeren Umfang vorgesehenen Gewinde helfen beim Auffädeln der Spannmutter (4) auf den Druckring (2).
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9 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und veranschaulicht die perspektivische Vorderansicht der Spannmutter (4), welche Gewinde an ihrem inneren Umfang aufweist, um die Spannmutter (4) auf dem Druckring (2) zu montieren. Die Spannmuttern (4) besitzen ein feingängiges Innengewinde, welches auf den mit Gewinde versehenen Druckring (2) geschraubt wird. Die Spannmuttern (4) verhindern die Beeinträchtigungen, welche die Axiallastkraft während des Betriebs beeinflussen, und sichern den Druckring (2) und die durch die Schrauben (8) aufgebrachte Axiallast bleibt aufrechterhalten.
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10 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und veranschaulicht eine Seitenansicht der montierten Spannvorrichtung (1) der vorliegenden Erfindung. Der Druckring (2) ist um die Welle (3) herum montiert, über welche zwei Spannmuttern (4) auf den Druckring (2) geschraubt sind. Das Paar geteilter Spannbacken (5) ist auf der Nut (6) montiert, welche auf der Welle (3) vorgesehen ist, durch mehrere Positionierstifte (10) gesichert, und die Axiallast wird durch mehrere Schrauben (8) aufgebracht, die durch die Gewindelöcher (9) geführt sind, welche an der Vorderseite der geteilten Spannbacken (5) vorgesehen sind.
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BEZUGSZEICHEN
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| Spannvorrichtungsbaugruppe |
1 |
| Druckring |
2 |
| Welle |
3 |
| Spannmuttern |
4 |
| Geteilte Spannbacken |
5 |
| Nut |
6 |
| Keil |
7 |
| Schrauben |
8 |
| Gewindelöcher |
9 |
| Positionierstifte |
10 |
| Durchgangslöcher für Positionierstifte |
11 |
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ÄQUIVALENTE
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In Bezug auf die Verwendung von im Wesentlichen jeglicher Ausdrücke im Plural und / oder Singular hierin kann der Fachmann vom Plural in den Singular und / oder vom Singular in den Plural übersetzen, wie es für den Kontext und / oder die Anwendung geeignet ist. Die verschiedenen Singular/Plural-Vertauschungen können der Klarheit wegen hierin ausdrücklich dargelegt werden.
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Der Fachmann versteht, dass die hierin und insbesondere in den beigefügten Ansprüchen verwendeten Begriffe (z.B. Hauptteile der beigefügten Ansprüche) im Allgemeinen als „offene“ Begriffe gedacht sind (z.B. der Begriff „umfassend“ sollte als „umfassend, aber nicht darauf beschränkt“ interpretiert werden, der Begriff „aufweisen“ sollte als „wenigstens aufweisen“ interpretiert werden, der Begriff „umfasst“ sollte als „umfasst, aber nicht darauf beschränkt“ interpretiert werden usw.). Der Fachmann versteht weiter, dass, wenn eine spezifische Anzahl einer Anspruchsrezitierung vorgesehen ist, diese Absicht explizit in dem Anspruch angegeben wird, und wenn eine solche Rezitierung nicht vorhanden ist, eine derartige Absicht nicht besteht. Als Verständnishilfe können beispielsweise die folgenden, beigefügten Ansprüche die Verwendung der einführenden Formulierungen „wenigstens ein“ und „ein oder mehr“ enthalten, um Anspruchsrezitierungen einzuführen. Die Verwendung derartiger Formulierungen sollte jedoch nicht so ausgelegt werden, dass dies impliziert, dass die Einführung einer Anspruchsrezitierung durch die unbestimmten Artikel „ein“ oder „eine“ einen bestimmten Anspruch, der eine solche Anspruchsrezitierung enthält, auf Erfindungen begrenzt, welche nur eine solche Rezitierung enthalten, selbst wenn derselbe Anspruch die einführenden Formulierungen „ein oder mehr“ oder „wenigstens ein“ und unbestimmte Artikel wie „ein“ oder „eine“ enthält (z.B. „ein“ und /oder „eine“ sollte üblicherweise so interpretiert werden, dass es „wenigstens ein“ oder „ein oder mehr“ bedeutet); dasselbe trifft auf die Verwendung von bestimmten Artikeln zu, die zum Einführen von Anspruchsrezitierungen verwendet werden. Selbst wenn eine bestimmte Anzahl einer eingeführten Anspruchsrezitierung explizit genannt ist, wird der Fachmann außerdem erkennen, dass eine solche Rezitierung üblicherweise so zu interpretieren ist, dass wenigstens die rezitierte Anzahl gemeint ist (z.B. die bloße Rezitierung von „zwei Rezitierungen“ ohne andere Attribute bedeutet üblicherweise wenigstens zwei Rezitierungen oder zwei oder mehr Rezitierungen). In solchen Fällen, in denen eine Konvention analog zu „wenigstens einem von A, B und C, usw.“ verwendet wird, wird des Weiteren im Allgemeinen eine solche Konstruktion in dem Sinne verwendet, wie ihn ein Fachmann verstehen würde (z.B. „ein System mit wenigstens einem von A, B und C“ würde unter anderem Systeme beinhalten, die A alleine, B alleine, C alleine, A und B zusammen, A und C zusammen, B und C zusammen und / oder A, B und C zusammen, usw. aufweisen). In solchen Fällen, in denen eine Konvention analog zu „wenigstens einem von A, B oder C, usw.“ verwendet wird, wird im Allgemeinen eine solche Konstruktion in dem Sinne verwendet, wie ihn ein Fachmann verstehen würde (z.B. „ein System mit wenigstens einem von A, B oder C“ würde unter anderem Systeme beinhalten, die A alleine, B alleine, C alleine, A und B zusammen, A und C zusammen, B und C zusammen und / oder A, B und C zusammen, usw. aufweisen). Es wird ferner vom Fachmann verstanden werden, dass nahezu jedes disjunktive Wort und / oder jeder Ausdruck, das oder der zwei oder mehr alternative Begriffe aufweist, ob in der Beschreibung, den Ansprüchen oder Zeichnungen, verstanden werden sollte, um die Möglichkeiten in Betracht zu ziehen, einen der Begriffe, einen der beiden Begriffe oder beide Begriffe einzuschließen. Der Begriff „A oder B“ zum Beispiel ist so zu verstehen, dass die Möglichkeiten „A“ oder „B“ oder „A und B“ enthalten sind.
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Wo Merkmale oder Aspekte der Erfindung in Form von Markush-Gruppen beschrieben sind, wird der Fachmann außerdem erkennen, dass die Erfindung damit auch in Form von jedem individuellen Teil oder jeder Untergruppe von Teilen der Markush-Gruppe beschrieben ist.
