-
Spielfreie Mitnehmer-Keilverbindung Die Erfindung behandelt spielfreie
Mitnehmer-Keilverbindungen zwischen einer Muffe und einem Wellenzapfen, insbesondere
zwischen Gelenkkopf und Walzenzapfen bei Walzwerken. Sie geht von einer Bauart solcher
Mitnehmerverbindungen aus, die eine längsgeschlitzte, mit Spiel eingesetzte Spreizhülse
als Mitnehmerkeil haben, deren zylindrische Aufnahme zum Teil in der Muffe und zum
anderen Teil in dem Wellenzapfen vorgesehen und die durch ein axial anstellbares
Treibkonusteil aufweitbar ist.
-
Es wurde die Aufgabe gestellt, eine Keilverbindung der beschriebenen
Art auf einfachste Weise elastisch zu machen, um theoretisch unendlich große Beschleunigungswerte
aus Belastungsstößen an dem auf Abscheren beanspruchten Mitnehmerkeil, der Spannhülse,
in endliche Werte umzuwandeln.
-
Die theoretisch unendlich großen Beschleunigungswerte sind bei starren
Mitnehmerkeilen unvermeidlich, weswegen man auch schon elastische Keile, bestehend
aus Hartgummi oder Kunststoff, oder geteilte Keile mit Spiel- und Hohlräumen zur
Aufnahme federnder Körper, benutzt hat. Diese Mitnehmerkeile müssen aber mit Übermaß
gegenüber ihren Aufnahmen versehen sein und werden in diese eingetrieben, um nach
dem Einbau kein Spiel innerhalb der Verbindung zu haben. Deswegen kann aber die
Verbindung nur um so schwerer gelöst werden. Es fehlt demnach aber das leichte Lösen
und Herstellen einer spielfreien Verbindung, wie es bei der eingangs beschriebenen
Spreizhülsenbauart auf Grund des Einbauspieles gegeben ist.
-
Ausgehend von einer Mitnehmer-Keilverbindung mit einer durch einen
inneren Treibkonus aufspreizbaren geschlitzten Spreizhülse wird daher nach der Erfindung
vorgeschlagen, auch das Treibkonusteil als geschlitzte Hülse auszubilden.
-
Wesentlich an diesem Vorschlag ist, daß der nunmehr elastischen Treibkonushülse
durch beliebige Bemessung der Wandstärke ein genügend großer Widerstand gegeben
werden kann, damit es seine Aufgabe, die Spreizhülse aufzuweiten, erfüllen kann,
gleichzeitig aber Belastungsstöße von der Treibkonushülse nachgiebig aufgefangen
werden. Man hat es weitgehend in der Hand, die Nachgiebigkeit der Keilverbindung
zu steuern.
-
Eine maximale Nachgiebigkeit erhält man bei kleiner Wandstärke der
Treibkonushülse. Dies ist möglich, weil die Wandstärke der Sprizhülse so dünn gewählt
werden kann, daß sie durch die an sich »weiche« Treibkonushülse immer noch um das
notwendige Maß zum Ausgleich des Einbauspieles aufgeweitet werden kann. Es ist hierbei
auch eine minimale axiale Treibkraft eingestellt. Will man die Verbindung härter
machen, um kleinere Federwege zu erhalten, so muß man die Wandstärke der Treibkonushülse
größer wählen. Entsprechend dem größeren Widerstand der Treibkonushülse gegen Zusammendrücken
kann zusätzlich noch die Wandstärke der Spreizhülse erhöht werden.
-
Der Widerstand der Treibkonushülse gegen Zusammendrücken wird am besten
durch eine Exzentrizität ihrer Bohrung eingestellt, die in dem dem Schlitz gegenüberliegenden
Querschnitt die bestimmende Wandstärke ergibt. Die Exzentrizität der Bohrung bestimmt
auch die Last- und Kraftarmverhältnisse zur Angriffsrichtung der Belastungsstöße
auf die Spreizhülse.
-
Ein weiterer Umstand ist bei der Festlegung des Widerstands der Treibkonushülse
gegen Zusammendrücken und der Spreizhülse gegen Aufweiten zu beachten: Der Widerstand
der Treibkonushülse soll so groß sein, daß beim axialen Eintreiben derselben in
die Spreizhülse diese bis zum Ausgleich ihres Einbauspieles aufgeweitet wird, ohne
daß die radialen Schlitzflächen derTreibkonushülse aufeinanderstoßen, wodurch deren
Elastizität beseitigt würde. Man hat es allerdings auch in der Hand, die Elastizität
auf diese Weise in Sonderfällen zu beseitigen, indem die Treibkonushülse bis zum
Anschlag der Schlitzflächen eingetrieben wird, oder aber die Elastizität bis zu
einem bestimmten zu übertragenden Drehmoment zu begrenzen, z. B. um Durchbiegungen
der Hülsen im elastischen Bereich zu halten. Hierzu wird die Treibkonushülse bis
zu einer bestimmten schmalen Schlitzbreite
eingetrieben, so daß
nur eine kleine Durchfederung genügt, bis die Schlitzflächen aneinanderstoßen und
keine höheren Biegespannungen mehr auftreten können.
-
Ein weiterer Vorteil der Mitnehmer-Keilverbindung gemäß der Erfindung
liegt darin, daß eine Federung der ineinanderliegenden Hülsen von einer Gleitreibung
zwischen den Hülsen begleitet ist. Diese Reibung wirkt als Dämpfung der Federung.
-
Auch liegt gegenüber den bekannten Mitnehmer-Keilverbindungen mit
elastischem Kern zwischen Keilleisten aus Metall ein wesentlicher Vorteil der Verbindungen
gemäß der Erfindung darin, daß die geschlitzten Stahlhülsen unmittelbar nachdem
der Belastungsstoß vorüber ist, zurückfedern. Gummi oder Kunststoff als Kernwerkstoffe
nehmen zwar Stöße so rasch auf; wie sie auftreten, jedoch dauert es ein Vielfaches
dieser Zeit, bis ihre elastische Verformung rückgängig gemacht ist. In der Zwischenzeit
ist die Keilverbindung - falls sie es überhaupt war-nicht spielfrei.
-
Ein Maximum an Elastizität der Keilverbindung bei gegebenem Widerstand
der Treibkonushülse erreicht man, wenn bei exzentrischer Bohrung die Schlitze der
Spreizhülse und der Treibkonushülse ineinander übergehend in Richtung eines Radius
des Wellenzapfens verlaufen und sowohl die Spreizhülse als auch die Treibkonushülse
gegen Drehung gesichert sind.
-
In. der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt der Keilverbindung zwischen einer Muffe
und einem Wellenzapfen mit Einrichtung zum axialen Anzug der Treibkonushülse, Fig.2
einen Querschnitt nach der Linie 11-II Fig.1, Fig.3 eine Draufsicht auf die Schlitzseite
eines Hülsenkeiles, und Fig. 4 einen Querschnitt entsprechend Fig. 2 durch eine
weitere Ausführungsform der Keilverbindung. Wie aus Fig. 1 bis 3 ersichtlich, dient
zur übertragung eines Drehmomentes zwischen einer Muffe 1 und einem Wellenzapfen
2 eine geschlitzte Spreizhülse 3, die durch eine geschlitzte Treibkonushülse 4 aufweitbar
ist, damit ein Einbauspiel ausgeglichen und eine spielfreie Verbindung der Teile
1 und 2 hergestellt wird. Die Treibkonushülse 4 hat eine exzentrische Bohrung, die
den größten Biegequerschnitt a der Treibkonushülse bestimmt. Diese Wandstärke muß
so groß sein, daß beim Eintreiben der Hülse die Spreizhülse bis zum Ausgleich des
Einbauspieles aufgeweitet wird, ohne daß sich die Treibkonushülse 4 soweit zusammendrückt,
daß ihr Schlitz 4 a überbrückt wird und damit die Elastizität der Verbindung beseitigt
ist.
-
Die Einrichtung zum Eintreiben der Treibkonushülse 4 ist in Fig. 1
dargestellt. An der Stirnseite des Wellenzapfens 2 ist eine Brücke 5 zum Eintreiben
zweier diametral gelegener Treibkonushülsen 4 angeordnet. Der Zapfen trägt eine
mutige Gewindebohrung 6, in. die eine Anzugsschraube 7, die sich mit ihrem Kopf
8 an der Brücke 5 abstützt, eingeschraubt werden kann, wobei die Brücke 5 gegen
Stirnflächen der Treibkonushülsen 4 drückt. Der Sitz des Kopfes 8 hat Kugelform,
so da.ß sich die Brücke 5 zum Ausgleich von Ungenauigkeiten schief stellen kann
und eine gleichmäßige Verteilung der Treibkraft auf beide Mitnehmer gewährleistet
ist. Mittels eines Stiftschlüssels, der durch eine nicht dargestellte stirnseitige
Ausnehmung der beispielsweise ein Gelenk aufnehmenden Muffe 1 hindurch und in den
Innensechskant 8 a des Schraubenkopfes 8 gesteckt wird, kann die Schraube 7 betätigt
werden.
-
Die dargestellte Mitnehmer-Keilverbindung wird gelöst, indem die Brücke
5 zunächst gelockert wird. Dann wird von der gegenüberliegenden Seite her die Treibkonushülse
4 aus der strichpunktiert gezeichneten, eingetriebenen Lage mittels eines radial
eintreibbaren Keiles 9, der ebenfalls strichpunktiert gezeichnet ist, gelockert.
Um den Keil 9 einführen zu können, ist die Muffe 1 bei 1 a ausgenommen und die zylindrische
Aufnahme 2 a des Wellenzapfens 2 für die Spreizhülse 3 über die zum Eintreiben der
Treibkonushülse 4 erforderliche Länge hinaus verlängert. Der Lösekeil 9 stützt sich
an einem ortsfesten Ring 10 ab.
-
Um die Hülsenkombination 3, 4 in der Muffe 1 zu halten und den Zusammenbau
der Mitnehmerverbindung zu erleichtern, sind im Bereich der Enden der Hülsen radial
in die Muffe 1 eingesetzte Schraubbolzen 11 mit Haltekopf 12 vorgesehen, die durch
Klemmhülsen 13 hindurchgeführt sind. Die Klemmhülsen 13 reichen bis in erweiterte
Schlitze 3 b (Fig. 3) der Spreizhülse 3 und sichern diese gegen axiale Verlagerungen.
Die Schraubbolzen 11 reichen weiter durch erweiterte Schlitze 4 b der Treibkonushülse
4 hindurch bis in die Bohrung dieser Hülse und halten mittels ihrer Köpfe 12 die
Hülsenkombination in der Muffe 1 fest, so daß die Hülsen nicht herausfallen können,
wenn die Muffe abgezogen wird. Die erweiterten Schlitze 4 b sind so in ihrer Länge
bemessen, daß die axiale Eintreibbewegung einer Treibkonushülse nicht behindert
wird.
-
Die Klemmhülsen 13 und die Schraubbolzen 11 haben ferner die Wirkung,
daß die Schlitze 3 a und 4 a der Spreizhülse bzw. der Treibkonushülse ineinander
übergehend in Richtung eines Radius des Wellenzapfens gehalten werden. Bei dieser
Lage der Hülsen erreicht im Ausführungsbeispiel die Elastizität der Verbindung ein
Maximum.
-
Als elastischer Kern kann noch eine weitere, geschlitzte Kernhülse
15 mit exzentrischer Bohrung in die Treibkonushülse 4 eingesetzt sein, wie Fig.
4 zeigt. Wenn die Kernhülse 15 mit umgekehrter Exzentrizität in die Treibkonushülse
4 eingesetzt und ihrerseits als Treibkonus ausgebildet ist, wozu auch die Bohrung
der Hülse 4 konisch sein muß, so kann man vor dem Einbau der Hülse 4 in die Spreizhülse
3 die eigentliche Treibkonushülse 4 aufweiten und damit vorspannen. Dies hat den
Vorteil, daß beim späteren Eintreiben und Zusammendrücken der Hülse 4 lediglich
die Vorspannung im Querschnitt a (Fig. 2) abgebaut wird und die Spannungszunahmen
aus Belastungsstößen sich höchstens einer um Null liegenden Biegespannung der Treibkonushülse
4 zuaddieren.