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Die Erfindung betrifft eine längenveränderliche, eine willkürlich
in beiden Richtungen ein- und ausrückbare Schaltkupplung aufweisende Antriebsspindel
in Walzwerken, wie sie insbesondere zur Verbindung einer Kammwalze mit einer nur
in geringem Umfange anstellbaren Arbeitswalze eines zwecks Kalibereinstellung quer
zur Walzrichtung verschiebbaren Walzgerüstes vorgesehen .wird. Derartige Antriebsspindeln
weisen eine einen Kammwalzenzapfen verlängernde Welle und eine gegenüber dieser
Welle längsverschiebbare, mit dem Arbeitswalzenzapfen drehfest und begrenzt gelenkig
verbundene Gelenkhülse auf, die teleskopartig ineinandergeschoben sind.
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In kontinuierlichen Walzwerken mit umfangreichem Walzprogramm sind
die einzelnen Walzgerüste quer zur Walzrichtung verschiebbar gelagert, um die jeweils
notwendigen Kaliber der Walzen auf die Walzlinie einstellen zu können. Um die durch
die Verschiebung der Walzgerüste bedingte Abstandsänderung zwischen diesen und den
zugehörigen Kammwalzgerüsten, oder, falls Walz- und Kammwalzgerüst auf einer gemeinsamen
Sohlplatte verschiebbar angeordnet sind, die Abstandsänderung zwischen dem Kammwalzgerüst
und dem Getriebe aufnehmen zu können, sind bereits unterschiedliche Wege beschritten.
So ist eine teleskopartig ausgebildete Antriebsspindel bekannt, die aus einer mit
einem Walzenzapfen verbundenen Welle und einer gegenüber der Welle längsverschiebbaren
Hülse besteht, die mit dem anderen Walzenzapfen drehfest verbunden ist (deutsches
Patent 730 785, deutsche Auslegeschrift 1007 278). Welle und Hülse sind mit
das Drehmoment übertragenden Zahn- oder Keilführungen versehen. Lassen die Welle
und Hülse mit den Walzenzapfen drehfest verbindenden Elemente Schwenkungen der Welle
bzw. Hülse gegen die Walzenzapfen zu, so werden nicht nur Abstandsänderungen, sondern
im begrenzten Ausmaße auch Abweichungen der Achsen der Walzenzapfen ausgeglichen.
Diesen bekannten Antriebsspindeln ist der Nachteil zu eigen, daß sowohl das Kuppeln
als auch das Entkuppeln der in Antriebsverbindung stehenden Teile nicht berücksichtigt
oder nur umständlich unter großem Zeitverlust durchführbar ist.
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Es sind weiterhin Trennkupplungen bekannt (österreichisches Patent
55 720), deren Welle und Hülse starr mit den Zapfen verbunden sind. Eine mit einer
derartigen Trennkupplung ausgestattete Antriebsspindel vermag Differenzen der Achslagen
der in Antriebsverbindung stehenden Teile nicht und Abstandsänderungen nur in äußerst
geringem Umfange auszugleichen. Zum Stande der Technik gehören weiter Schaltkupplungen
(deutsche Patente 701655
und 955 853), die entweder einem Wellenstumpf direkt
nachgeordnet sind und mit ihren Schaltflächen weder Abstandsänderungen noch Achsabweichungen
aufzunehmen vermögen oder aber beide in begrenztem Umfange aufzunehmen vermögen,
durch die Vielzahl von Zahn- bzw. Keilführungen umständlich und teuer werden, und
deren Aufbau sowie Abstützung der auszukuppelnden Teile sich aufwendig gestalten,
daß die zu entkuppelnden Teile vollständig getrennt werden, so daß das Gewicht der
Kupplungsspindel vom Stellantrieb zu übernehmen ist. In der deutschen Patentschrift
818 790 ist eine Walzwerkskupplung gezeigt, die mit verhältnismäßig geringem Aufwand
erstellbar ist, da nur drei Paar ineinandergreifender Zahn- bzw. Keilverbindungen
vorgesehen sind, und die sowohl den Ausgleich von Achsdifferenzen zuläßt als auch
begrenzt Längsverschiebungen auszugleichen vermag. Als nachteilig zeigt es sich
aber, daß zwar ein schnelles Ausrücken der Kupplung möglich ist, das Einrücken aber
sich nicht selbsttätig auslösen läßt und sich sowohl als schwierig als auch als
zeitraubend erweist.
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Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Antriebsspindel zu schaffen,
welche neben der für die Einstellung aller Kaliber auf die Walzlinie notwendigen
Abstandsänderung auch einen gewissen Ausgleich von, Achsabweichungen zuläßt und
insbesondere erlaubt, in jeder Verschiebestellung der Antriebsspindel schnell und
einfach durch einen Schaltvorgang den treibenden und den anzutreibenden Teil zu
kuppeln bzw. zu entkuppeln, ohne daß ein größerer Aufwand erforderlich wird. Zur
Erreichung dieses Zieles wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, auf der Antriebswelle
eine an der Gerüstbewegung teilnehmende, axial verschiebbar geführte und drehfest
angeordnete Schaltmuffe vorzusehen, welche nach dem Einrücken in die walzenzapfenseitig
vorgesehene Gelenkhülse eine drehfeste, gelenkige Verbindung herstellt.
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Bewährt hat es sich, die Schaltmuffe in einem mit seitlich sich erstreckenden
Zapfen ausgestatteten Schaltring zu lagern, dessen Zapfen in Langlöcher einer am
Walzgerüst gelagerten Schaltgabel eingreifen.
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Die Merkmale der Erfindung sind an Hand eines Ausführungsbeispieles
in Verbindung mit einer dieses darstellenden Zeichnung erläutert.
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Auf einem abgebrochen dargestellten Arbeitswalzenzapfen
1 ist eine Kuppelmuffe 2 fest angeordnet, in deren Innenverzahnung
3 die Bogenzähne 4
einer Gelenkhülse 5 eingreifen. Mittels eines mit
der Kuppehnuffe 2 verbundenen Arretierungsflansches 6 ist die Gelenkhülse 5 um ein
Geringes verschwenkbar gegen axiale Verschiebungen gesichert. Auf dem ebenfalls
abgebrochen dargestellten Zapfen 7 einer Kammwalze ist eine hohl ausgebildete, mit
einer Außenverzahnung 8 ausgestattete Welle 9 vorgesehen, auf der die entsprechend
verzahnte Schaltmuffe 10
längsverschiebbar angeordnet ist. Die Schaltmuffe
weist eine Innenverzahnung 11 auf, in die das mit einem entsprechenden Vielzahnprofil
12 ausgestattete freie Ende der Gelenkhülse 5 eingreift.
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Die Schaltmuffe 10 ist in einem Schaltring 13 gelagert, der mit seitlich
angeordneten Zapfen 14 ausgestattet ist, die in Langlöchern 15 der Schenkel
der Schaltgabe 16 geführt sind. Die Schaltgabel ist um eine am Rohr 18, das
seinerseits mit dem Walzgerüst verbunden ist, vorgesehene Achse 17 schwenkbar;
die Schwenkbewegung wird durch ein hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch betreibbares
Stellgerät 19 bestimmt, das mittels der Achse 20 schwenkbar an dem Rohr 18 gehalten
ist und mit seiner Kolbenstange 21 an das freie Ende der Schaltgabel greift.
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In der Zeichnung ist die Antriebsspindel mit eingerückter Schaltkupplung
dargestellt: Das Stellgerät 19 hat den freien Schenkel der Schaltgabel
16 in eine Ausnehmung des Rohres 18 gezogen. Der im Walzgerüst gelagerte
Arbeitswalzenzapfen 1 mit der Kupplungsmuffe 2 sowie das mit dem Walzgerüst
verbundene Rohr 18 mit der Schaltgabel 16 sowie dem Stellgerät
19 stehen in fester Relation zueinander. Die Gelenkhülse 5 ist mit ihren
die Bogenzähne 4 umgebenden Kalottenflächen zwischen entsprechenden
Flächen
der Kupplungsmuffe 2 sowie des Arretierungsflansches 6 gehalten, so daß sie zum
Ausgleich von Achsdifferenzen schwenkbar, jedoch gegen axiale Verschiebungen gesichert
gehalten ist. Auf der Welle 9 ist die Schaltmuffe 10 drehfest gehalten,
ihre Drehung sowie gegebenenfalls Versetzung gegen die Achse des Arbeitswalzenzapfens
1 wird durch den Zapfen 7 der Kammwalze bzw. die sie tragende Welle 9 bestimmt.
Die axiale Lage der Schaltmuffe 10 wird durch die Schaltgabel 16 gesichert, welche
die Schaltmuffe 10 vermittels der Zapfen 14 und des Schaltringes 13
führt. Das axiale Spiel der Zapfen sowie deren Bewegungsmöglichkeit in den Langlöchern
15 ermöglichen es der Schaltmuffe, Achsabweichungen der Welle 9 zu folgen. Beim
Verschieben des nicht dargestellten Walzgerüstes, beispielsweise zum Kaliberwechsel,
folgen der Gerüstbewegung alle mit ihm axial unverschiebbar gekoppelten Teile, nämlich
alle in der Figur dargestellten Teile außer dem Zapfen 7 der Kammwalze sowie der
mit ihr verbundenen Welle 9. Durch die Abstützung der übrigen Teile der eine ein-
und ausrückbare Schaltkupplung aufweisenden Antriebsspindel am Walzgerüst wird bewirkt,
daß dessen Längsverschiebung sich auf die Kupplung nicht auszuwirken vermag. Bei
solchen Längsverschiebungen werden die Teile der Antriebsspindel gegenüber der Welle
9 verschoben. Hierbei ergibt sich ein extrem weiter zulässiger Verschiebungsbereich;
in der extrem zusammengeschobenen Stellung erreicht die hintere Kante der Welle
9 die rückseitige Stirnfläche der Schaltmuffe 10
in deren ausgerückter
Stellung, während das Walzgerüst nach rechts verschoben werden kann, bis die Stirnfläche
der Welle 9 die Schaltmuffe 10 verlassen hat. Ist die Welle 9 kammgerüstseitig länger
ausgeführt, so ergibt sich ein Verschiebebereich, wie ihn der Doppelpfeil 22 anzeigt
und in dessen extremen Lagen die Stirnfläche der Welle 9 vor der Bodenfläche der
Kupplungsmuffe 2 und unter der gelenkhülsenseitigen Stirnfläche der Schaltmuffe
10 steht.
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Zum Ausrücken der Schaltkupplung wird das Stehgerät 19 derart
beaufschlagt, daß seine Kolbenstange 21 die Schaltgabel 16 aus der dargestellten
in die strichpunktierte Lage verschwenkt. über den Schaltring 13 und dessen in die
Langlöcher 15 fassende Zapfen 14 wird die Schaltmuffe 10 hierbei zurückgezogen und
gibt das Vielzahnprofi112 der Gelenkhülse 5 frei. Damit ist die Antriebsverbindung
aufgehoben, und die Gelenkhülse senkt sich mit ihrem freien Ende, bis ihr Schaft
auf dem Stützwulst 23 des Arretierungsflansches 6 zur Auflage gelangt.
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Zum Einrücken wird das Stellgerät 19 im umgekehrten Sinne wirksam
gemacht. Beim Rückschwenken der Schaltgabel legen sich die Stirnflächen der Innenverzahnung
11 der Schaltmuffe 10 gegen die am freien Ende der Gelenkhülse 5 vorgesehenen
abgerundetenFlächen sowie die am äußeren Ende niedriger stehenden Stirnflächen der
Zähne des Vielzahnprofils und heben damit die Gelenkhülse 5 vom Stützwulst 23 ab
und führen ihr freies Ende in die Arbeitslage: Innenverzahnung und das Vielzahnprofil
kommen in Eingriff, und der Arbeitswalzenzapfen 1 steht wieder in Antriebsverbindung
mit dem Zapfen 7 der Kammwalze. Soll ein Gerüstwechsel vorgenommen werden, so können
die Gelenkhülse 5, die Schaltgabel 16 sowie die Schaltmuffe 10 von der Welle 9 abgezogen
werden, ohne daß es des Lösens einer Verbindung bedarf. Für den Wechsel von Arbeitswalzen
hat es sich bewährt, die nicht gezeichnete Verbindung zwischen der Kupplungsmuffe
2 und dem Arbeitswalzenzapfen 1 zu lösen.
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Wie das Ausführungsbeispiel sinnfällig zeigt, läßt sich nach den Lehren
der Erfindung eine Antriebsspindel erstellen, die bei einfachem Aufbau unter Verwendung
von nur drei drehfesten Verbindungen eine axiale Verschiebung um große Beträge sowie
den Ausgleich von Achsabweichungen gestattet. Weiterhin erlaubt die ihr zugeordnete
Schaltkupplung das willkürliche Ein- und Ausrücken in beiden Richtungen, ohne daß
der Schaltweg der Schaltmuffe durch Änderungen der Lage der Achsen zueinander beeinflußt
wird, so daß sowohl die Bedienung der Schaltkupplung einfach ist als auch der Aufbau
der Schalt- mit Betätigungsvorrichtung einfach und damit billig zu erstellen und
wenig störanfällig wird. Durch die einseitige Orientierung der axialen Lage ist
es möglich, auf besondere Begrenzungsanschläge zu verzichten, so daß durch übergroßen
Auszug die Antriebsspindel auseinandergenommen werden kann, indem allein die die
Längsverschiebung aufnehmende Verbindung zwischen Welle 9 und Schaltmuffe
10
durch Auseinanderziehen gelöst wird.