DE1272643B

DE1272643B - Removable multi-part cardan shaft

Info

Publication number: DE1272643B
Application number: DE1962K0045760
Authority: DE
Inventors: Erich Bretschneider; Guenter Schreckenbach; Werner Witte
Original assignee: Friedrich Kocks GmbH and Co
Current assignee: Friedrich Kocks GmbH and Co
Priority date: 1962-01-25
Filing date: 1962-01-25
Publication date: 1968-07-11

Description

Ausrückbare mehrteilige Gelenkwelle Die Erfindung bezieht sich auf eine ausrückbare Gelenkwelle mit Zahnkupplungsteil an jedem ihrer Enden, von denen das eine als ausrückbare Zahnkupplung ausgebildet ist, die mit einem korrespondierenden Kupplungsteil der getriebenen Welle zusammenwirkt, und das andere winkelbeweglich mit einer Zwischenwelle verbunden ist, sowie mit einem das Ein- und Auskuppeln bewirkenden ortsfesten Kraftantrieb.Disengageable multipart propeller shaft The invention relates to a disengageable propeller shaft with toothed coupling part at each of its ends, one of which one is designed as a disengageable tooth clutch, which is connected to a corresponding Coupling part of the driven shaft cooperates, and the other angularly movable is connected to an intermediate shaft, as well as with a coupling and decoupling effecting stationary power drive.

Bei mehrgerüstigen Walzwerken ist es üblich, zum übergang auf ein anderes Walzprogramm oder nach Walzenabnutzung die jeweils zwei oder mehr Walzen enthaltenden Gerüste zusammen mit den Walzen auszubauen und durch andere zu ersetzen. Bei Gerüsten mit zueinander parallelen, vorzugsweise waagerechten Walzen sind die getriebenen Walzenwellen mit gleichachsigen treibenden Wellen, eines Getriebes gekuppelt. Gleiches ist vielfach auch der Fall bei Gerüsten mit mehr als zwei Walzen. Zur Verbindung jeweils einer Getriebewelle mit einer Walzwerkswelle dient meist eine aus drei Teilen, nämlich Nabe, Gegennabe und Zwisehenwelle, bestehende beschränkt quer- und winkelbewegliche Zahnkupplung, die die von den Herstellungsungenauigkeiten und von der Abnutzung herrührenden Abweichungen im Abstand der Walzenachsen und die bei anstellbaren Walzen auftretenden Verstellungen zwischen den Achsen der getriebenen und der treibenden Welle ausgleichen.In the case of multi-stand rolling mills, it is common to switch to a Another rolling program or, after the rollers have worn out, the two or more rollers in each case containing scaffolding together with the rollers and to replace them with others. In the case of stands with rolls that are parallel to one another, preferably horizontal, are the driven roller shafts with coaxial driving shafts, coupled to a gear. The same is often the case with stands with more than two rolls. To connect a gear shaft with a rolling mill shaft is usually one of three parts, namely hub, counter hub and intermediate shaft, existing limited transversely and angularly movable Tooth coupling affected by manufacturing inaccuracies and wear resulting deviations in the distance between the roller axes and those with adjustable rollers occurring adjustments between the axes of the driven and the driving Balance the wave.

Beim Walzenwechsel werden in einem derartigen Walzwerk die Gerüste einzeln oder zu mehreren quer zur Walzrichtung verschoben und dadurch die Kupplungen außer Eingriff gebracht. Die Gerüste können dann entweder senkrecht oder parallel zur Walzrichtung verfahren oder vertikal nach oben, z. B. mittels Krans, angehoben und wegbefördert werden.When the rolls are changed, the stands are in such a rolling mill moved individually or in groups transversely to the rolling direction and thereby the clutches disengaged. The scaffolds can then be either perpendicular or parallel move to the rolling direction or vertically upwards, e.g. B. by crane, raised and get carried away.

Anstatt durch Verschieben der Gerüste wird das Entkuppeln vielfach auch durch Abschieben eines Kupplungsteils von der ihm zugeordneten Welle vorgenommen. Bei Walzwerken mit unter einem spitzen Winkel, z. B. von 45', gegen die Waagerechte geneigten Walzen ist das Entkuppeln einzelner, vor allem aber mehrerer Gerüste vom Getriebe praktisch nur durch Verschieben eines Teils jeder Kupplung möglich. Dies geschieht bisher durchweg von Hand an jeder Welle für sich und ist infolgedessen außerordentlich umständlich und zeitraubend.Instead of moving the scaffolding, the uncoupling is multiple also made by pushing a coupling part from the shaft assigned to it. In rolling mills with at an acute angle, z. B. from 45 ', against the horizontal inclined rolls is the uncoupling of individual, but above all, several stands from Transmission is practically only possible by moving part of each clutch. this has so far been done by hand on each shaft separately and is consequently extremely cumbersome and time consuming.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wellenverbindung zu schaffen, die einerseits die Vorteile der Zahnkupplung aufweist und es andererseits gestattet, bei Stillstand des Walzwerks die Zahnkupplungen wahlweise nur eines Gerüsts allein, einer Gerüstgruppe oder auch aller Gerüste zugleich von einer Stelle aus zu lösen, und zwar ohne daß während des Betriebs des Walzwerks irgendwelche für den Ausrückvorgang benötigten Vorrichtungsteile mit Teilen der Zahnkupplung in Berührung stehen. Sie geht aus von einer an jedem Ende mit einem Zahnkupplungsteil versehenen zweiteiligen Gelenkwelle, deren einer Teil zum -Zwecke des Ausrückens der mit ihr verbundenen Kupplungsteile aus dem korrespondierenden Kupplungsteil der getriebenen Welle gegen Federkraft teleskopartig über den andren Teil geschoben werden kann. Um die Schwierigkeiten, die die Zuordnung eines Kraftantriebs zu dieser Gelenkwelle, bietet, zu vermeiden, ist jedoch das nicht ausrückbare Ende der bekannten Gelenkwellg nicht - wie bei dieser vorgesehen - unmittelbar mit der treibenden Welle, sondern - wie bei einer nicht ausrückbaren Kupplung bekannt - winkelbeweglich mit einer Zwischenwelle verbunden, die erfindungsgemäß als Hohlwelle ausgebildet und auf einem die treibende Welle verlängernden Zapfen urfdrehbar gehalten sowie mit Hilfe des Kraftantriebs axial gegen Federkraft verschieblich ist und der gegenüber das andere, ausrückbare Gelenkwellenende in ausgerücktem. Zustand auf einen die Hohlwelle verlängernden Zapfen in allen Richtungen nachgiebig zentriert ist.The invention is based on the object of creating a shaft connection which, on the one hand, has the advantages of the toothed coupling and, on the other hand, allows the toothed couplings of only one stand alone, a stand group or all stands at the same time to be released from one point when the rolling mill is at a standstill, and that without any device parts required for the disengagement process being in contact with parts of the tooth coupling during operation of the rolling mill. It is based on a two-part articulated shaft provided at each end with a toothed coupling part, one part of which can be telescoped over the other part against spring force for the purpose of disengaging the coupling parts connected to it from the corresponding coupling part of the driven shaft. In order to avoid the difficulties associated with assigning a power drive to this cardan shaft, the non-disengageable end of the known cardan shaft is not - as it is provided in this one - directly with the driving shaft, but - as is known in the case of a non-disengageable clutch - angularly connected to an intermediate shaft, which according to the invention is designed as a hollow shaft and held urfrotatably on a pin extending the driving shaft and is axially displaceable against spring force with the aid of the power drive and which is disengaged from the other, disengageable propeller shaft end. State is centered resiliently on a pin extending the hollow shaft in all directions.

Bei dieser Kupplung nimmt die treibende Welle über die undrehbar auf ihr geführte Hohlwelle und den einerseits deren Ende übergreifenden und mit diesem verzahnten, andererseits mit der Kupplungsmuffe verzahnten ausrückbaren Gelenkwellenteil und die Kupplungsmuffe die anzutreibende Welle mit. Der über mehrere konzentrische Kugelflächen an der Hohlwelle abgestützte ausrückbare Wellenteil erlaubt dabei eine leichte Versetzung oder Winkelverstellung zwischen den gekuppelten Wellen. Ein l#fitnehmerring sorgt dafür, daß der ausrückbare Gelenkwellenteil an allen axialen Bewegungen der Hohlweffe teilnimmt.In this coupling, the driving shaft takes on the non-rotatable her guided hollow shaft and on the one hand their end overlapping and with this toothed, on the other hand toothed with the coupling sleeve disengageable articulated shaft part and the coupling sleeve with the shaft to be driven. The over several concentric spherical surfaces on the hollow shaft supported disengageable shaft part allowed a slight offset or angular adjustment between the coupled shafts. A driver ring ensures that the disengageable cardan shaft part on all axial Participates in movements of the Hohlweffe.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für die den Gegenstand der Erfindung bildende ausrückbare Wellenkupplung schematisch dargestellt. Darin zeigt die einzige Figur ein zu einem Walzwerksgerüst gehöriges Kupplungspaar, und zwar eines davon in Ansicht und das andere im Längsschnitt.In the drawing is an embodiment for the subject the invention forming disengageable shaft coupling shown schematically. In this the single figure shows a pair of couplings belonging to a rolling mill stand, and although one of them in view and the other in longitudinal section.

Die obere Kupplung ist mit der (nicht gezeichneten) treibenden Welle der unteren Kupplung über (gleichfalls nicht gezeichnete) auf ihnen festsitzende und miteinander kämmende Stimräder getriebemäßig verbunden. Die Wellen sind gemeinsam gegenläufig zueinander über Kegelräder von einem Motor aus antreibbar. Sie sind gemeinsam innerhalb des Getriebegehäuses 29 ortsfest gelagert. Auf einem jede Welle 4 verlängernden Zapfen 11 ist eine Hohlwelle 10 axial verschiebbar, aber undrehbar geführt, die den axial verschiebbaren Teil der im Sinne der Erfindung ausgestalteten Kupplung bildet.The upper coupling is connected to the driving shaft (not shown) of the lower coupling via spur gears (also not shown) that are fixed on them and mesh with one another. The shafts can be driven jointly in opposite directions by a motor via bevel gears. They are jointly mounted in a stationary manner within the gear housing 29. A hollow shaft 10 is axially displaceable, but non-rotatably guided on a pin 11 which extends each shaft 4 and forms the axially displaceable part of the coupling designed in accordance with the invention.

Wie aus dem Schnitt der oberen Kupplung ersichtlich, ist jede dieser Hohlwellen 10 auf dem Zapfen 11 der zugeordneten Welle 4 über einen Keil 12 undrehbar, aber axial verschieblich gehalten und über in ihrem Innern angeordnete Druckfedern 39 auf mit den Stimflächen dieser Wellenenden verschraubten Druckplatten abgestützt. Die freien Enden der Hohlwellen 10 sind durch je eine Stirnkappe 15 verschlossen, die das andere Widerlager für die Druckfedern 39 bildet. Die Kappe 15 hat eine kugelige Außenfläche. Am gleichen Ende ist die Hohlwelle 10 mit einem äußeren Ringbund 13 versehen, in dessen Umfang Zähne 14 eingeschnitten sind. Die balligen Kopfflächen dieser Zähne 14 haben mit der Kugelfläche der Kappe 15 einen gemeinsamen Mittelpunkt. Das freie Ende der Hohlwelle 10 einschließlich des Ringbundes 13 ist von dem glockenartigen Ende des Zwischenteils 20 übergriffen, der mit einer kugeligen Hohlfläche auf der Kugelfläche der Stimkappe 15 aufsitzt und dessen Rand an seiner Innenseite mit Zähnen 18 besetzt ist, die zwischen die Zähne 14 des Ringbundes 13 der Hohlwelle 10 eingreifen. Ein mit der rückwärtigen Stimfläche des Zwischenteils 20 verschraubter Flanschring21 sichert den Zwischentei120 auf der Hohlwelle10 gegen axiale Verschiebung, ohne eine begrenzte Winkelverstellung des Zwischenteils 20 zur Achse der Hohlwelle 10 zu verhindern. Zur Entlastung der Kopfflächen der Zähne 14 ist der Zwischenteil 20 zusätzlich mit der zylindrischen Innenseite eines axialen Ansatzes am Mitnehmerring 21 auf einer baHigen erhabenen Ringfläche 17 abgestützt, die an der Hohlwelle 10 innerhalb einer Hinterschneidung des Ringbundes 13 vorgesehen ist. Die ballige Ringfläche 17 hat den gleichen Mittelpunkt wie die Kugelfläche der Kappe 15 und die Kopfflächen der Zähne 14. Der Zwischenteil 20 ist nachgiebig auf die Achse der Hohlwelle 10 ausgerichtet mit Hilfe von radialen Zugfedern 22, die 1 innerhalb einer zentrischen Bohrung des Zwischenteils 20 einerseits an diesen, andererseits an einen Zapfen 16 der Hohlwelle 10 aufgehängt sind, der in diese Bohrung hineinragt. Hierdurch wird ein Ab- kippen des aus der Kupplungsmuffe ausgezogenen Gelenkwellenteils aus der gemeinsamen Achse verhütet und damit das Wiedereinkuppeln erleichtert.As can be seen from the section of the upper coupling, each of these hollow shafts 10 is held non-rotatably on the journal 11 of the associated shaft 4 via a wedge 12, but axially displaceable and supported on pressure plates screwed to the end faces of these shaft ends via compression springs 39 arranged in its interior. The free ends of the hollow shafts 10 are each closed by an end cap 15 which forms the other abutment for the compression springs 39 . The cap 15 has a spherical outer surface. At the same end, the hollow shaft 10 is provided with an outer annular collar 13 , in the circumference of which teeth 14 are cut. The spherical head surfaces of these teeth 14 have a common center point with the spherical surface of the cap 15. The free end of the hollow shaft 10 including the annular collar 13 is overlapped by the bell-like end of the intermediate part 20, which sits with a spherical hollow surface on the spherical surface of the end cap 15 and the edge of which is occupied on its inside with teeth 18 , which between the teeth 14 of the Engage the annular collar 13 of the hollow shaft 10 . A flange ring21 screwed to the rear face of the intermediate part 20 secures the intermediate part 120 on the hollow shaft 10 against axial displacement without preventing a limited angular adjustment of the intermediate part 20 to the axis of the hollow shaft 10. To relieve the head surfaces of the teeth 14, the intermediate part 20 is additionally supported with the cylindrical inside of an axial extension on the driver ring 21 on a bulky raised annular surface 17 , which is provided on the hollow shaft 10 within an undercut of the annular collar 13 . The spherical ring surface 17 has the same center point as the spherical surface of the cap 15 and the head surfaces of the teeth 14. The intermediate part 20 is flexibly aligned with the axis of the hollow shaft 10 with the aid of radial tension springs 22, which 1 within a central bore of the intermediate part 20 on the one hand on this, on the other hand , are suspended from a pin 16 of the hollow shaft 10 which protrudes into this bore. This produces a waste tip of the solid out of the coupling sleeve joint shaft portion of the common axis and thus prevents facilitates reengagement.

Das freie Ende des Zwischenteils 20 greift in üblicher Weise in eine Kupplungsmuffe 24 ein, die fest, z. B. durch eine Schrumpfverbindung 25, mit der angetriebenen Welle oder einem Walzenzapfen 26 verbunden ist. Zwischenteil 20 und Muffe 24 sind in bekannter Weise durch eine eine begrenzte Winkelverstellung ihrer Achsen zulassende Verzahnung 19 drehfest miteinander verbunden.The free end of the intermediate part 20 engages in a conventional manner in a coupling sleeve 24 which is fixed, for. B. is connected to the driven shaft or a roll neck 26 by a shrink connection 25 . Intermediate part 20 and sleeve 24 are non-rotatably connected to one another in a known manner by a toothing 19 which allows a limited angular adjustment of their axes.

An ihrem getriebeseitigen Ende ist die Hohlwelle 10 mit einem äußeren Ringbund 27 versehen, gegen dessen vom Getriebe abgewandte Ringfläche eine Büchse 28 mit einem inneren Ringbund 33 gegen die Kraft einer Feder 40 andrückbar ist. Die Büchse 28 umgibt die Hohlwelle 10 mit Abstand, so daß beide sich nicht berühren, solange nicht die Büchse durch einen äußeren Kraftantrieb gegen den Ringbund 27 der Hohlwelle angedrückt wird, um diese in Richtung auf das Getriebe so weit zu verschieben, bis der dabei mitgenommene Zwischenteil 20 außer Eingriff mit der Kupplungsmuffe 24 ist.At its end on the transmission side, the hollow shaft 10 is provided with an outer annular collar 27 , against whose annular surface facing away from the transmission a bushing 28 with an inner annular collar 33 can be pressed against the force of a spring 40. The sleeve 28 surrounds the hollow shaft 10 at a distance, so that the two do not touch, as long as the sleeve is not pressed against the annular collar 27 of the hollow shaft by an external power drive in order to move it towards the gearbox until it is taken along Intermediate part 20 is out of engagement with the coupling sleeve 24.

Als Kraftantrieb zum Ausrücken der Kupplung dient eine hydraulische Druckvorrichtung, deren ringförmiger Kolben von der Büchse 28 gebildet wird und deren ringförmiger Zylinder innen von einem in eine zylindrische Bohrung des Getriebegehäuses 29 eingesetzten und durch Schrauben 32 an diesem befestigten Ring 30 mit Flansch 31 begrenzt ist. An der äußeren Zylinderwand ist der Kolben mit Gleitringen 34 geführt. Durch einen Ring 35 und Schrauben 38 an der Kolbenbüchse 28 befestigte Dichtungen 36 und 37 schließen den Zy- linderraum 41 druckdicht ab. Eine Bohrung 42 in der äußeren Zylinderwand dient zum Einführen von Druckmittel in den Zylinderraum 41.A hydraulic pressure device is used as a power drive to disengage the clutch, the ring-shaped piston of which is formed by the bushing 28 and whose ring-shaped cylinder is delimited on the inside by a ring 30 with flange 31 inserted into a cylindrical bore of the gear housing 29 and fastened to it by screws 32. The piston is guided by sliding rings 34 on the outer cylinder wall. Seals 36 and 37 fastened to the piston liner 28 by a ring 35 and screws 38 close off the cylinder space 41 in a pressure-tight manner. A bore 42 in the outer cylinder wall is used to introduce pressure medium into the cylinder space 41.

Zum Entkuppeln der Walzen eines auszubauenden Gerüsts von ihren Antrieben wird Druckmittel in die Zylinderräume 41 der zugehörigen Kupplungen eingeführt, wodurch die Kolbenbüchsen 28 nach kurzem Leerlaufweg über die Ringbunde 27 die Hohlwellen 10 und die auf ihnen sitzenden Zwischenteile 20 in Richtung auf die Getriebewellen 4 und 5 verschieben, bis die Zwischenteile 20 völlig aus den Kupplungsmuffen 24 ausgezogen sind. Dabei werden die Federn 39 und 40 zusammengedrückt. Das Gerüst kann jetzt seitlich oder nach oben von seinen Auflagern abgehoben werden.To decouple the rollers of a stand to be dismantled from their drives, pressure medium is introduced into the cylinder chambers 41 of the associated clutches, whereby the piston sleeves 28 after a short idle travel via the annular collars 27, the hollow shafts 10 and the intermediate parts 20 sitting on them in the direction of the gear shafts 4 and 5 move until the intermediate parts 20 are completely pulled out of the coupling sleeves 24. The springs 39 and 40 are thereby compressed. The scaffolding can now be lifted off its supports to the side or upwards.

Nach Einsetzen eines neuen Gerüsts wird das Druckmittel wieder aus den Zylinderräumen 41 abgelassen, wobei die Feder 40 die Kolbenbüchse 28 und der Federsatz 39 die Hohlwelle 10 in Richtung auf die Gerüstwalzen verschieben, bis die dabei mitgenommenen Zwischenteile 20 in Eingriff mit den Kupplungsmuffen des neuen Gerüsts kommen. Im Falle einer Abweichung der Walzenachsen von den Getriebewellenachsen können sich dabei die Zwischenteile 20 auf den Hohlwellen 10 schräg einstellen.After inserting a new stand, the pressure medium is drained out of the cylinder chambers 41, the spring 40 moving the piston sleeve 28 and the spring set 39 moving the hollow shaft 10 in the direction of the stand rollers until the intermediate parts 20 taken along engage with the coupling sleeves of the new stand come. In the event of a discrepancy between the roller axes and the transmission shaft axes, the intermediate parts 20 can be positioned at an angle on the hollow shafts 10.

Claims

Claim: Disengageable cardan shaft with toothed coupling part at each of its ends, one of which is designed as a disengageable toothed coupling that interacts with a corresponding coupling part of the driven shaft, and the other is connected to an intermediate shaft in an angularly movable manner, as well as with an engaging and disengaging Fixed power drive, characterized in that the intermediate shaft (10) is designed as a hollow shaft which is held non-rotatably on a pin (11) extending the driving shaft (4) and is axially displaceable against spring force with the help of the power drive, and that the other end of the disengageable shaft (20) is centered resiliently in all directions in the disengaged state on a central pin (16) extending the hollow shaft. Documents considered: German Patent Specifications No. 904 3802 962 827; German utility model No. 1770 439; French Patent No. 1159 898; British Patent Nos. 215,532, 616,781, 700,768; USA. Patent Nos. 1,641,669, 1,905 431, 2,028,500, 2,455,870, 2,706,125.