-
Spielfreie Verbindung zwischen einer Muffe und einem Wellenzapfen
Die Erfindung bezieht sich auf eine spielfreie Verbindung zwischen einer Muffe und
einem Wellenzapfen, insbesondere zwischen einem Gelenkkopf und einem Walzenzapfen
bei Walzwerken, mittels eines in radialer Richtung elastischen Längskeiles, der
in einer zylindrischen Aufnahme liegt, die zum Teil von der Muffe und zum Teil von
dem Wellenzapfen gebildet wird.
-
Zur Übertragung großer Drehmomente sind Verbindungen zwischen einer
Muffe und einem Wellenzapfen mittels eines in radialer Richtung elastischen Längskeiles
bekannt, die spielfrei arbeiten und auf Grund ihrer Elastizität in radialer Richtung
die bekannten Beschädigungen am Längskeil vermeiden, die bei schlagartigen Beanspruchungen
der Keilverbindung auftreten, wenn der Längskeil ein massiver Stahlrundbolzen ist.
Man hat verschiedene Wege beschritten, um den Längskeil, der in einer zylindrischen
Aufnahme liegt, die zum Teil von der Muffe und zum Teil von dem Wellenzapfen gebildet
wird, elastisch zu machen. Insbesondere zur Verbindung eines Gelenkkopfes mit dem
Walzenzapfen einer Walzwerkswalze, wurden Längskeile als vollelastische Kunststoffbolzen,
die die ganze zylindrische Aufnahme ausfüllen, oder sogenannte Ferroplastic-Bolzen
geschaffen. Die letztgenannten Ferroplastic-Bolzen haben zwei Halbschalen aus Sonderguß
mit einem Kern aus Kunststoff.
-
Es ist ferner bekannt, als Längskeil radial deformierbare Organe zu
verwenden, beispielsweise Hülsen mit umfangsverteilten erhabenen Nocken. Diese Nocken
werden beim -Überschieben der Muffe über den Wellenzapfen bleibend deformiert, so
daß zwar eine spielfreie Verbindung der beiden Teile sichergestellt ist, Belastungsstöße
jedoch nur durch eine weitere Deformation der Nocken aufgenommen werden können,
wodurch im Laufe der Zeit die spielfreie Verbindung beeinträchtigt werden kann.
-
Alle bekannten spielfreien Verbindungen zwischen einer Muffe und einem
Wellenzapfen mittels in radialer Richtung elastischem Längskeil können nur dann
wirklich spielfrei sein, wenn der elastische Längskeil gegenüber der zylindrischen
Aufnahme in den zu verbindenden Teilen Übermaß hat, beim überschieben der Muffe
über den Wellenzapfen also zusammengedrückt wird. Dies bedeutet, daß die Verbindung
nicht leicht lösbar ist, vielmehr muß dann eine Abziehvorrichtung benutzt werden.
-
Ziel der Erfindung ist es, eine spielfreie Verbindung der vorbeschriebenen
Art, insbesondere zwischen Gelenkkopf und Walzenzapfen bei Walzwerken zu schaffen,
die spielfrei ist und Belastungsstöße durch eine Elastizität des Längskeiles in
radialer Richtung aufnimmt, trotzdem aber ohne Gewaltanwendung leicht lösbar ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Längskeil aus einer
zu einem Rohr schraubenartig gewickelten Bandstahlfeder, ähnlich einer in Federrollenlagern
verwendeten Federrolle besteht, die mit Einbauspiel in die zylindrische Aufnahme
paßt und nach dem überschieben der Muffe unter axialen Anzug setzbar ist. Die Erfindung
geht von der Erkenntnis aus, daß der Durchmesser einer solchen Federrolle, wenn
sie unter axialen Druck gesetzt wird und sich dabei verkürzt, gleichmäßig über ihre
Länge größer wird. Beim überschieben der Muffe über den Wellenzapfen ist die Federrolle
drucklos und besitzt gegenüber ihrer. zylindrischen Aufnahme in den zu verbindenden
Teilen Einbauspiel, so daß dieser Vorgang leicht vor sich geht. Nachdem die Federrolle
an einem Ende ihren Anschlag gefunden hat, wird sie vom anderen Ende her unter axialen
Druck gesetzt, wodurch sie sich aufweitet und die zylindrische Aufnahme spielfrei
ausfüllt. Für die Aufnahme von Belastungsstößen wird die einer Federrolle der beschriebenen
Art eigene Elastizität benutzt. Zum Lösen der Verbindung wird der axiale Druck auf
die Federrolle beseitigt, so daß sich diese wieder im Durchmesser verringert und
die Verbindung leicht gelöst werden kann.
-
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1 und 3 Längsschnitte durch Verbindungen zwischen
einem Gelenkkopf und dem Walzenzapfen einer Walzwerkswalze mit zwei gegenüberliegenden
Längskeilen gemäß der Erfindung und
Fig. 2 und 4 Querschnitte nach
den Linien II-II bzw. IV-IV in Fig. 1 und 3.
-
Übereinstimmend in allen Abbildungen ist ein Gelenkkopf 1 bzw. 11
mit dem Zapfen 2 bzw. 22 einer Walzwerkswalze 3 bzw. 33 durch ein Paar Längskeile
in Form von Federrollen 4 drehfest verbunden. Die Federrollen 4 liegen in zylindrischen
Aufnahmen, die zum Teil von der Muffe 1 bzw. 11 und zum Teil vom Wellenzapfen 2
bzw. 22 gebildet werden. Die Federrollen 4 werden in beiden Ausführungsbeispielen
durch eine Schraube unter axialen Druck gesetzt, die in die Stirnfläche des Wellenzapfens
2 bzw. 22 einschraubbar ist.
-
Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 wirkt die Anzugsschraube
5 über eine Brücke 6 auf die einen Stirnflächen löschend der Federrollen 4 ein.
Mit den anderen gegenüberliegenden Stirnflächen stützen sich die Federrollen 4 am
Bund der Walze 3 ab. Die Enden der Brücke 6 tragen kurze zylindrische Führungsstücke
7, die in die Federrollen 4 eingreifen und so die Brücke 6 in der losen Muffe 1
in der gewünschten Lage halten. Zur Verdeutlichung dieser Führung sind die Zylinderrollen
4 in Abbildung Fig. 1 an ihrem linken Ende aufgeschnitten gezeichnet. Die Federrollen
4 werden in der losen Muffe 1 formschlüssig gehalten, da der in der Muffe liegende
Teil der zylindrischen Aufnahme für die Federrollen diese auf einem Winkel von mehr
als 180° umfaßt. Dies ist an sich bekannt.
-
Vor Herstellung der Verbindung, gemäß Fig. 1 und 2 befinden sich die
Federrollen 4 und die Brücke 6 in der Muffe 1. Die Federrollen sind
drucklos. Daraufhin wird die Muffe 1 in der Stellung über den Wellenzapfen 2 geschoben,
in der die nach innen frei vorstehenden Teile der Federrollen 4 in die entsprechenden
Teile der zylindrischen Aufnahme innerhalb des Wellenzapfens 2 eintreten. Da die
Federrollen 4 im drucklosen Zustand Einbauspiel haben, ist das überschieben der
Muffe 1 leicht zu bewerkstelligen. Wenn die Muffe 1 an dem Bund der Walze 3 angeschlagen
ist, wird die Schraube 5 eingesetzt und in den Wellenzapfen 2 eingeschraubt, wodurch
die Brücke 6 auf die Stirnflächen der Federrollen 4 einen axialen Anzug ausübt.
Hierdurch werden die Federrollen axial zusammengedrückt, wodurch sich ihr Durchmesser
vergrößert und die Verbindung spielfrei wird. Um eine gleichmäßige Zunahme des Durchmessers
bei allen Windungen der Federrollen 4 zu erhalten, ist es wesentlich, daß zwischen
den Windungen der Rollen Luft vorhanden ist. Auch kann es zweckmäßig sein, die Außenfläche
der Federrollen mit einem Gleitmittel zu versehen, damit sich der axiale Druck bis
zur letzten Windung der Federrollen auswirken kann und sich nicht schon durch Wandreibung
in der zylindrischen Aufnahme in der Nähe der Brücke 6 verbraucht.
-
Zum Lösen der Verbindung wird in umgekehrter Reihenfolge verfahren,
d. h., die Schraube 5 zunächst herausgeschraubt, so daß der axiale Druck auf die
Federrollen wegfällt und sich diese im Durchmesser wieder verringern. Dann ist das
Einbauspiel wieder hergestellt und die Muffel kann leicht abgezogen werden.
-
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4 unterscheidet sich dadurch,
daß die Brücke 6 von der Muffe 11 selbst gebildet wird. Hierzu bildet die Muffe
11 den einen stirnseitigen Anschlag für die Federrollen 4, wobei der Schraubbolzen
5 mit seir_em Kopf auf eine Querwand 11 a der Muffe einwirkt und diese relativ zum
Wellenzapfen 22 bewegen kann. Um diese Relativbewegung zu ermöglichen, darf die
Muffe 11 in diesem Fall keinen starren Anschlag an einem Wellenbund od. dgl. haben,
bevor nicht die Federrollen 4 durch diese Relativbewegung und den damit zusammenhängenden
axialen Anzug genügend aufgeweitet sind. Es ist demnach ein Spiel a zwischen der
Stirnfläche der Muffe 11 und dem Anschlagteil 8 vorzusehen, an dem sich die anderen
Stirnflächen der Federrollen 4 abstützen. Dieses Anschlagteil 8, weches im Ausführungsbeispiel
zusammen mit dem Ringteil 9 eine Labyrinthdichtung für eine Wälzlageranordnung bildet,
stützt sich seinerseits über einen Zwischenring 10 auf dem inneren Laufring eines
Wälzlagers ab. Die Wirkungsweise der Ausführungsform einer spielfreien Keilverbindung
gemäß Fig. 3 und 4 entspricht derjenigen nach Fig. 1 und 2, wobei sich jedoch der
Einbau einer Brücke 6 erübrigt.