DE1652592B1 - Vorrichtung zur Loesung der drehfesten Verbindung zwischen einem Zahnrad und dessen Welle bei UEberlast,insbesondere fuer das Getriebe einer Ziehbank mit auf Zug und/oder Druck beanspruchter Ziehkette - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Lösung der drehfesten Verbindung zwischen einem Zahnrad und dessen Welle bei Überlast, die insbesondere für das Getriebe einer Ziehbank mit auf Zug und/oder Druck beanspruchter Ziehkette Verwendung finden soll. Sie betrifft die besondere Ausbildung der Vorrichtung mit dem Ziel, daß sowohl eine einwandfreie Kraftübertragung vom Zahnrad zur Welle möglich ist als auch bei Überlast die drehfeste Verbindung zwischen Welle und Zahnrad mit Sicherheit aufgehoben wird.

Der Arbeitsablauf bei modernen Ziehbänken wird bekanntlich durch eine Folgeschaltung automatisch gesteuert. Dabei besteht jedoch die Gefahr, daß beim Versagen der Folgeschaltung der mit erhöhter Geschwindigkeit in die Ausgangslage vor den Matrizenbock anzufahrende Ziehwagen nicht rechtzeitig abgebremst wird und gegen den Matrizenbock prallt, wobei die den Wagen vorschiebende Kette bzw. Ketten die Führung für die Ketten beschädigen können, wenn für den Antrieb des Ziehwagens eine auf Zug und Druck beanspruchte endliche Kette Verwendung findet. In diesem Fall ist die Kette bzw. sind die Ketten zwischen dem Kettenrad und dem Wagen in Führungen gegen Ausknicken gesichert und nur so lang, daß ihr eines Ende in der Ausgangslage des Ziehwagens, d. h. zu Beginn des Ziehvorgangs, nur ein kurzes Stück in eine Führung hineinragt, die parallel zu der Führung verläuft, die den auf Zug und Druck beanspruchten Teil der Kette aufnimmt. Die Führung der Kette kann aber beispielsweise auch dann beschädigt werden, wenn eine Angel reißt, weil dann die in der Kette und dem Ziehwagen gespeicherte Energie plötzlich frei wird. Vor allem im ersten Fall, d. h. wenn der Ziehwagen beim Versagen der Folgeschaltung mit erhöhter Geschwindigkeit gegen den Matrizenblock prallt, treten erhebliche Druckkräfte auf, durch die die einzelnen Gelenkpunkte der Kette etwa senkrecht zur Bewegungsbahn der Kette bewegt werden und die Führungen der Kette beschädigen.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, hat man nach dem Vorschlag der deutschen Patentschrift 1147 187 einen Teil der Führungen für die Ketten scharnierartig ausgebildet und unter dem Einfluß der mit zunehmender Druckbelastung wachsenden Ausknicktendenz der Ketten entgegen der Kraft eines elastischen Elementes aufklappbar angeordnet.

Durch diese Ausbildung der Führung für den auf Zug und Druck beanspruchten Teil der Kette werden Beschädigungen an der Führung oder dem Getriebe in der Regel vermieden, weil bei eintretender Überlast die Führung ausklappt, wobei die frei werdende Energie durch die Federn aufgenommen wird.

Betriebserfahrungen haben jedoch gezeigt, daß diese Sicherheitseinrichtung nicht in allen Fällen rechtzeitig anspricht, so daß die Kettenführung immer noch beschädigt werden kann. Der Grund dafür kann beispielsweise darin liegen, daß bei einem unterschiedlichen Verschleiß der Führungsbahn für die Ketten die auf Druck beanspruchte Kette an einer Stelle außerhalb des Bereiches des eigentlichen Knickträgers ausknickt, wenn an dieser Stelle das Spiel zwischen Kette und Führungsbahn ein gewisses Maß überschreitet. Ist die Führungsbahn so, daß die auf Druck beanspruchte Kette auch bei Überlast in ihrer Strecklage bleibt, so spricht der Knickträger an. Knickt hingegen die Kette infolge eines zu großen Spiels zwischen Kette und Führungsbahn an einer Stelle aus, die nicht im Bereich des Knickträgers liegt, so wird dieses Kettengelenk kniehebelartig ausgelenkt und die Führungsbahn beschädigt, sofern die Vorspannung des den Knickträger in seiner Arbeitslage haltenden elastischen Elementes (Feder) größer ist als die Kraft, die notwendig ist, um die Kette bei einem zu großen Spiel zwischen Kette und Führungsbahn an beliebiger Stelle der

ίο Führungsbahn auszuknicken.

Setzt man hingegen für die Hin- und Herbewegung des Ziehwagens eine endlose Kette ein, so besteht die Gefahr, daß beim Auflaufen des Ziehwagens auf den Matrizenbock die Kette reißt.

Auch bei einer Ziehbank, bei der der Ziehwagen durch eine Zahnstange hin und her bewegt wird, können Beschädigungen am Antrieb für die Zahnstange bzw. am Matrizenbock oder Ziehwagen auftreten, wenn die Folgeschaltung versagt.

Es ist bereits eine Getriebe-Überlastsicherung bekannt, die durch Axialverschiebung einer Antriebswelle wirksam wird. Nach dem bekannten Vorschlag, der für die Anwendung bei dem Antrieb eines Ventilschiebers oder sonstigen in festen Grenzen hin und her bewegbaren Teiles gedacht ist, ist auf der Antriebswelle etwa in ihrer Längsmitte eine Schnecke drehfest aufgesetzt, die mit einem Schneckenrad im Eingriff steht, das drehfest auf der für die Hin- und Herbewegung des Schiebers vorgesehenen Welle angeordnet ist. Die Steigung von Schnecke und Schnekkenrad ist so gewählt, daß sie nicht im Bereich der Selbsthemmung liegt. Die Schneckenwelle ist beidseitig durch Federn belastet, die sich einerseits über im Gehäuse der Wellenlager axial bewegliche Widerlager, andererseits an koaxial zur Schneckenwelle im Getriebegehäuse einstellbar angeordnete Widerlager abstützen, durch welche die Vorspannung der Federn eingestellt werden kann. Der Außenring eines der beiden Schneckenwellenlager, die axial beweglich sind, ist mit Keilflächen versehen, die von entsprechenden Keilflächen eines radial zum Lager beweglichen, durch einen federbelasteten Schaltstift übergriffen werden.
Die Funktionsweise dieser Überlastsicherung ist wie folgt: Sobald der Schieber eine seiner beiden Endstellungen erreicht hat, wird der Antriebsmotor abgeschaltet, wodurch die Schneckenradwelle, durch deren Drehbewegung der Schieber bewegt wird, zum Stillstand kommt. Dadurch wird die Drehbewegung der Schneckenradwelle in eine Axialbewegung umgewandelt, die groß genug ist, um den Schaltstift radial nach außen zu bewegen und einen Schalter zu betätigen, durch den der Antriebsmotor abgeschaltet wird. Sobald der Antriebsmotor abgeschaltet ist, wird die Schneckenradwelle durch die Rückstellkraft der entsprechenden Feder, die durch die Axialverschiebung belastet worden ist, in ihre Ausgangslage zurückgebracht.
Diese Überlastsicherung stellt aber keine Lösung für die Aufgabe nach der Erfindung dar, weil die getriebliche Verbindung zwischen Schnecken- und Schneckenradwelle erhalten bleibt, was aber in vielen Fällen nicht sein darf. Außerdem ist eine einwandfreie Momentenbegrenzung bei der Anwendung von Keilflächen infolge der wechselnden Reibungsbeiwerte nicht gegeben.

Um insbesondere bei einer Ziehbank mit auf Zug und/oder Druck beanspruchter Ziehkette Beschädi-

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gungen von Führungsbahn, Kette oder Getriebeteilen F i g. 4 und 5 zeigen teilweise einen Schnitt nach

zu vermeiden, wird nach der Erfindung vorgeschla- der Linie A-B von F i g. 2 und lassen erkennen, wie gen, die Welle, die die Kettenräder trägt und über bei auftretender Überlast und stillstehender Kettenein drehfest mit ihr verbundenes Zahnrad des Zwi- radwelle die getriebliche Verbindung zwischen Ketschengetriebes angetrieben wird, mit einer Verzah- 5 tenradwelle und Zahnrad aufgehoben wird; zahnung zu versehen, die mit einer Verzahnung der F i g. 6 ist ein Schnitt nach der Linie C-D von

Nabe dieses Zahnrades im Eingriff steht, wobei die F i g. 2 und zeigt das Zahnrad in einer Seitenansicht; Verzahnung der Nabe Teil eines in der Nabe ange- F i g. 7 gibt einen Teil des Hydraulikplanes der

ordneten Zylinders ist, der auf einem Hohlkolben ge- Ziehbank wieder; führt und bei auftretender Überlast entgegen einer io F i g. 8 zeigt einen Teil des Hydraulikplanes der einstellbaren Kraft (Druckmittel oder Feder) axial Ziehbank, wenn eine Sicherung gegen Überlast in beweglich ist zum Außer-Eingriff-Bringen der Ver- beiden Drehrichtungen der Kettenradwelle erreicht zahnung von Zylinder und Welle. Tritt bei dieser ge- werden soll.

trieblichen Verbindung des Getriebezahnrades mit Bei der Ziehbank nach Fig. 1 wird der Ziehder Kettenradwelle und bei der Verwendung eines 15 wagen 1 durch die endlichen Ketten 2 zwischen Ma-Druckmittels für die Beaufschlagung des Zylinders trizenbock3 und Getriebegehäuse 4 hin und her eine Überlast auf, so wird der eingestellte Druck des bewegt. Die Ketten laufen in Führungen 5, 5 a, die in dem Zylinder befindlichen Druckmittels über- den Matrizenbock und das Getriebegehäuse 4 mitschritten. Das im Zylinder befindliche Druckmittel einander verbinden. Sie umschlingen teilweise die kann dann beispielsweise über ein an die Druckmit- 20 Räder 6 (vgl. auch Fig. 2), die drehfest auf der telleitung für den Zylinder angeschlossenes Druck- Welle 7 angeordnet sind. Die Welle 7 wird über das begrenzungsventil abfließen. Dadurch kann sich der Zahnrad 8 eines Getriebes angetrieben, das im GeZylinder axial bewegen, so daß die an dem Zylinder häuse 4 angeordnet ist. Mit 9 ist der Antriebsmotor vorgesehene Verzahnung außer Eingriff mit der Ver- für das Getriebe bezeichnet. Um das Zahnrad 8 zahnung auf der Kettenradwelle kommt. Das auf der 25 drehfest mit der Kettenradwelle 7 zu verbinden, ist Kettenradwelle angeordnete Getriebezahnrad kann die Welle 7 etwa in ihrer Längsmitte mit einer Verdann lose umlaufen. zahnung la versehen (vgl. Fig. 3 bis 5), die mit Grundsätzlich ist es natürlich möglich, den Zylin- einer Verzahnung 10 a eines Zylinders 10 im Einder nicht durch ein Druckmittel, sondern durch eine griff steht, der durch ein Druckmittel mit einstell-Feder zu belasten. Das hätte aber den Nachteil, daß 30 barem Druck beaufschlagt ist. Der Zylinder 10 gleider Zylinder jedesmal unmittelbar nach Fortfall der tet auf einem Hohlkolben 10 b, der durch Schrauben Überlast schlagartig wieder in die Arbeitslage ge- 12 fest in dem als Einsatzstück ausgebildeten Nabenbracht wird, was unter Umständen zu einer Beschä- teil 11 des Zahnrades 8 angeordnet ist. Das Nabendigung der Verzahnung an der Kettenradwelle und teil 11 ist durch Schrauben Ua mit den seitlich andern Zylinder führen kann. Will man eine Überlast- 35 gesetzten Nabenteilen 11 b, lic drehfest verbunden, sicherung für beide Drehrichtungen der Kettenrad- so daß sich das Zahnrad 8, wenn die Verzahnungen welle erreichen, so kann man, wie es nach einem la, 10a außer Eingriff sind, lose auf der Welle 7 weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen ist, den drehen kann (vgl. Fig. 5). Die Zuführung des Zylinder mit zwei koaxial angeordneten Druckmittel- Druckmittels zum Hohlkolben 10 b bzw. Zylinder 10 räumen zur Aufnahme von Hohlkolben versehen, an 40 erfolgt über einen bekannten Speisekopf 12, der mit deren Druckmittelleitungen je ein Druckbegrenzungs- einem Zapfen 12 a drehbar in einem Deckel 13 einventil angeschlossen wird. Auch in diesem Falle gesetzt ist, der durch Schrauben 14 mit der Welle 7 kann bei auftretender Überlast das aus dem einen drehfest verbunden ist. Das Druckmittel kann da- oder anderen Zylinderraum verdrängte Druckmittel durch durch die in der Welle 7 vorgesehenen Bohüber das zugeordnete Druckbegrenzungsventil ab- 45 rungen 15 und 16 sowie durch die in dem Nabenteil fließen, wodurch die getriebliche Verbindung zwi- lic vorgesehene Bohrung 17 in die Leitung 18 flieschen Kettenradwelle und Zahnrad aufgehoben wird. ßen (vgl. F i g. 6), durch die es über die weiteren

Um den Einbau des die Verzahnung tragenden Leitungen 19 und 20 in die Bohrung 21 geführt

Zylinders in die Nabe des Zahnrades für das Ge- wird. Diese Bohrung mündet in den Hohlkolben

triebe der Ziehbank zu erleichtern, ist nach einem 50 10 b. In F i g. 7 ist teilweise der Hydraulikplan einer

weiteren Merkmal der Erfindung der den Zylinder Ziehbank nach F i g. 1 dargestellt. Wie daraus zu

aufnehmende Nabenteil als Einsatzstück ausgebildet erkennen ist, erfolgt die Zuführung des Druck-

und lösbar mit den anderen Nabenteilen ver- mittels zu dem Zylinder 10 durch eine Pumpe 22,

bunden. die durch den Motor 23 angetrieben wird, und zwar

An Hand der Zeichnung, die in. den Fig. 1 bis 8 55 über das Rückschlagventil 24, das elektromagnetisch in zwei Ausführungsbeispielen die Anwendung der betätigbare Vierwegeventil 25, die Leitung 26, das Vorrichtung nach der Erfindung bei einer Ziehbank Rückschlagventil 27, die Leitung 28 und anschliemit auf Zug und Druck beanspruchten Ziehketten ßend über den Speisekopf 12 auf dem bereits bezeigt, ist der Aufbau und die Wirkungsweise dieser schriebenen Weg. An die Leitung 28 ist ein Druckbe-Vorrichtung nachstehend näher erläutert. 60 grenzungsventil 29 angeschlossen. Die Pumpe 22 för-

Fig. 1 zeigt eine Ziehbank mit auf Zug und dert außerdem das erforderliche Druckmittel für die

Druck beanspruchten Ketten in einer Seitenansicht; Spannbackenschließung und für die Ziehkupplung

F i g. 2 stellt in einem senkrechten Schnitt die 30. Das Druckmittel für die Spannbackenschließung

Kettenradwelle sowie das auf ihr angeordnete Zahn- fließt über die Leitung 31, das Druckmittel für die

rad des Ziehbankgetriebes dar; 65 Ziehkupplung 30 fließt zunächst über ein Vorspann-

Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie A-B von ventil 32 und anschließend über ein Druckminder-

F i g. 2 und läßt die Anordnung des Zylinders inner- ventil 33 und die Leitung 34 zur Ziehkupplung 30.

halb des Nabenteiles des Zahnrades erkennen; Grundsätzlich ist es natürlich auch möglich, für die

Beaufschlagung des Kolbens 10 einen eigenen Druckmittelkreis vorzusehen.

Die Funktionsweise der Einrichtung ist wie folgt: Beim normalen Funktionsablauf der Ziehbank besteht zwischen der Kettenradwelle 7 und dem Zahnrad 8 eine drehfeste Verbindung, weil die Verzahnung Ta und 10« im Eingriff sind (vgl. Fig. 3), solange sich ein Druckmittel in dem Druckmittelraum 10c des Zylinders 10 befindet. Der Druck dieses Druckmittels ist bei normalen Betriebsverhältnissen so bemessen, daß eine geringe Überlast aufgenommen werden kann, ohne daß das Druckbegrenzungsventil 29 anspricht. Wenn die Folgeschaltung versagt und der Ziehwagen beim Rücklauf beispielsweise mit erhöhter Geschwindigkeit gegen den Matrizenblock prallt, so dreht sich das Zahnrad im Sinne des Pfeiles 35, Da die Welle 7 sich praktisch dann aber nicht mehr drehen kann, so wälzt sich die Verzahnung 10 α des Zylinders 10 (vgl. F i g. 4 und 5) auf der Verzahnung la der Welle 7 ab, sobald der durch das Druckbegrenzungsventil 29 eingestellte Druck des in dem Zylinderraum 10 c befindlichen Druckmittels überschritten ist und das Druckmittel über das Druckbegrenzungsventil abfließt.

Soll die Überlastsicherung für beide Drehrichtungen der Kettenradwelle 7 ausgelegt werden, so wird der Zylinder 10 (vgl. F i g. 8) mit zwei koaxial angeordneten Druckmittelräumen 10 c, 1Oe zur Aufnahme von Hohlkolben 10 b, 10 d versehen, an deren Druckmittelleitungen 28, 28 α je ein Druckbegrenzungsventil 29, 29« angeschlossen ist, über das bei auftretender Überlast das aus dem jeweiligen Zylinder verdrängte Druckmittel abfließen kann.

Wenngleich in den Zeichnungen die Vorrichtung nach der Erfindung für die getriebliche Verbindung zwischen dem Getrieberads und der Kettenradwelle? vorgesehen ist, so kann sie auch, wenn es aus räumlichen oder sonstigen Gründen zweckmäßig erscheint, für die getriebliche Verbindung der Kettenräder 6 mit der Kettenradwelle 7 eingesetzt werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Lösung der drehfesten Verbindung zwischen einem Zahnrad und dessen Welle bei Überlast, insbesondere für das Getriebe einer Ziehbank mit auf Zug und/oder Druck beanspruchter Ziehkette, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (7) mit einer Verzahnung (7 d) versehen ist, die mit einer Verzahnung (10 a) der Nabe (11) des Zahnrades (8) im Eingriff steht, wobei die Verzahnung der Nabe Teil eines in der Nabe angeordneten Zylinders (10) ist, der auf einem Hohlkolben (10 b) geführt und bei auftretender Überlast entgegen einer einstellbaren Kraft (Druckmittel, Feder) axial beweglich ist zum Außer-Eingriff-Bringen der Verzahnung (10 a, 7 a) von Zylinder (10) und Welle (7).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Druckmittels für die Beaufschlagung des Zylinders an dessen Druckmittelleitung (28) ein Druckbegrenzungsventil (29) angeschlossen ist, über das bei auftretender Überlast das aus dem Zylinder verdrängte Druckmittel abfließen kann.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (10) mit zwei koaxial angeordneten Druckmittel· räumen (10 c, 10 e) zur Aufnahme von Hohlkolben versehen ist, an deren Druckmittelleitungen (28,28 ä) je ein Druckbegrenzungsventil (29, 29 ö) angeschlossen ist, über das bei auftretender Überlast das aus den Zylindern verdrängte Druckmittel abfließen kann,

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den Zylinder (10) aufnehmende Nabenteil (11) als Einsatzstück ausgebildet und lösbar mit den anderen Nabenteilen (11 b, 11 c) verbunden ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen