DE2549709C2 - Vorrichtung zum Festspannen eines fliegend gelagerten Rotationskörpers, insbesondere einer Walzscheibe aus Hartmetall auf einer Antriebswelle - Google Patents

Description

Wälzscheibe wesentliche Ringspannungen zu erzeugen. Dber den zwischen Mutter und Walzscheibe einsetzba-•en geteilten Druckring erfolgt quasi in einem Oberhub ier axial verlagerbaren Mutter das axiale Festspannen ier Walzscheibe zwischen planparallelen Stirnflächen. Der Druckring stellt gleichzeitig das Kuppelteil zwischen dem konischen Ringteil und der Mutter dar, um beim Lösen das konische Ringteil im Bereich des Sitzes der Walzscheibe m entlasten, wonach die Wälzscheibe abgezogen werden kann. Das konische Ringteil kann auch geschlitzt ausgeführt sein, damit sein Außendurchmesser sich beim Lösen deutlich verringert und die Walzscheibe leicht über das Ringteil abgezogen werden. Der zuvor abnehmbare und beim Verlagern der Mutter nach außen drucklose Druckring kann aus zwei Ringhälften bestehen, die während des Betriebes durch eine äußere ringförmige Zugfeder zusammengehalten werden, jedoch ist auch die Bauart eines Klappringes mit zwei scharnierartig verbundenen Ringhälften und einer Schließvorrichtung denkbar.

Wie bisher beschrieben, ist die erfmdungsgemäSe Vorrichtung zum Festspannen eines fliegend guagerten Rotationskörpers ausführbar mit einer hydraulischen Spannvorrichtung für das Verlagern des äußeren Stirnzapfens sowie der Mutter der Antriebswelle gemäß der DE-OS 22 61 369, bei der die vorübergehend hydraulisch spannbare Feder eine aus mehreren Tellerfedern bestehende Druckfeder ist Es ist aber auch eine Lösung denkbar, die auf der Verwendung eines an sich bekannten, hydraulisch dehnbaren Zugankers beruht, der eine hohl ausgeführte Antriebswelle durchsetzt und mit dieser umläuft Bei dieser Art von Spanneinrichtung ist der Zuganker die vorübergehend hydraulisch unter Spannung setzbare Feder, mit der die axiale Verlagerung des die Mutter tragenden Stirnzapfens einhergeht Für das Spannen des Zugankers ist eine nicht mitdrehende hydraulische Spannvorrichtung an dem dem Sitz des Rotationskörpers gegenüberliegenden Ende des Zugankers vorgesehen, wodurch die hydraulischen Druckleitungen zu allen Antriebswellen eines Walzwerkes oder einer Richtmaschine fest verlegt werden können und die andere Seite frei ist, um eine Walzscheibe oder eine Richtrolle zu wechseln.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum axialen Festspannen einer Walzscheibe aus Hartmetall gemäß der Erfindung in der Seitenansicht, jedoch im teilweisen Längsschnitt über die gesamte Länge der Vorrichtung dargestellt.

In einem Lagergehäuse bzw. Einbaustück 1 ist eine hohl ausgeführte Antriebswelle 2 in nicht näher dargestellter Weise drehbar gelagert und angetrieben. Die Antriebswelle 2 ist von einem hohl ausgeführten Zuganker 3 durchsetzt, der auf dem linken Ende einer Mutter 4 trägt. Von dieser Mutter 4 ist die hohle Antriebswelle 2 an einem Ende getragen, so daß die Antriebswelle m<t dem Zuganker eine drehbare Einheit bildet. Am Lagergehäuse 1 ist eine Hülse 5 befestigt, die am äußeren Ende mit einer nach innen gerichteten Klauenverzahnung 5a versehen ist. Die Klauenverzahnung 5a bildet zusammen mit der nach außen gerichteten Klauenverzahnung 6a des Gehäuses 6 einer hydraulischen Spannvorrichtung eine Art Bajonettverschluß. Die hydraulische Spannvorrichtung 6 enthält einen hydraulisch beaufschlagbaren Kolben mit einer Kolbenstange 8, die unter hydraulischen·. Druck gegen eine freiliegende Stirnfläche eines Kernbolzens 9 vorsteuerbar ist, der in den Zuganker 3 eingesetzt ist und bis zu einer Bodenfläche am anderen Zugankerende reicht, die von einem in den Zuganker eingeschraubten Verschlußbolzen 10 gebildet wird. Das Zugankerende im Bereich des Verschlußstopfens 10 < wird im folgenden als Stirnzapfen 3a bezeichnet

An dieser Stelle sei der Vorgang des Spannens und Längens des Zugankers 3 durch hydraulischen Druck wie folgt erläutert: Wenn der Kolben 7 der hydraulischen Spannvorrichtung 6 mit Druck beaufschlagt und hierdurch die Kolbenstange 8 vorgesteuert wird, überträgt sich die Druckkraft über den Kernbolzen 9 auf das andere Zugankerende, indem der Kernbolzen 9 an der Bodenfläche des Verschlußstopfens 10 anschlägt Da der Zuganker 3 über die Mutter 4 axial festgelegt ist, indem eine nach außen gerichtete Klauenverzahnung 4a gegen einen nach innen gerichteten Bund 5b der Hülse 5 anschlägt dehnt sich die rohrförmige Wandung des Zugankers 3 im elastischen Bereich um einige Millimeter, so daß der Stirnzapfen 3a nach außen axial verlagert wird. Wird der hydraulische Druck weggenommen, so sucht der Zuganker 3 sich zu verkürze? wodurch andere Teile unter Druckspannung gesetzt werden können. Die beim Spannen gegen den Ringbund ba anliegende Klauenverzahnung 4a der Mutter 4 dient im übrigen dazu, den Zuganker 3 mit der aufgeschraubten Mutier 4 von links her durch die Klauenverzahnung 5a der Hülse 5 einzuscnieben.

Es werden nun Einzelheiten der eigentlichen Festklemmvorrichtung für eine Walzscheibe 12 aus Hartmetall beschrieben, die keine hohe Ringspannung verträgt und daher ausschließlich über eine axiale Druckspannung zwischen planparallelen Stirnflächen festgespannt wird. Die Antriebswelle 2 hat eine konische Sitzfläche 2a, über die ein konisches Ringteil 23 unter der Spannkraft des Zugankers 3 eingeschoben werden kann. Damit die Wirkung des konischen Ringteils 23 im Hinblick auf die schädlichen Ringspannungen in der Walzscheibe 12 aus Hartmetall begrenzt ist auf die Herstellung einer möglichst großen Spielfreiheit im Bereich de-- Sitzes der Walzscheibe, ist zwischen die Stirnfläche 25 der Mutter 24 und einer ringförmigen Gegenfläche des konischen Ringieils 23 eine Tellerfeder 27 eingesetzt Zur Übertragung eines axialen Spanndruckes auf die Walzscheibe 12 von der Mutter 24 aus ist ein mindestens zweiteiliger Druckring 28 vorgesehen. Dieser Druckring stellt über ein Paar von von Ringbunden 28a und 2d£> eine axiale, mit Axialspiel behaftete Kupplung zwischen dem konischen Ringteil 23 und der Mutter 24 dar.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende:
Wenn der geteilte Druckring 28 entfernt ist, kann die

so Walzscheibe 12 ohne weiteres über die Mutter 24 aufgeschoben werden, wenn zuvor das konische Ringteil 23 mit der Tellerfeder 27 und der Mutter 24 durch Einschrauben der Mutter etwa in die dargestellte Lage gebracht worden sind. Daraufhin wird durch Betätigen der hydraulischen Spamvorrichtung 6 der Zuganker 3 gedehnt und damit die Mutter 24 nach rechts verlagert, wonach die Mutter nachgestellt wird, um die Tellerfeder 27 gespannt zu halten. Bei diesem Einschrauben der Mutter 24 wird über eine Lehre ein Abstand der inneren Stirnfläche 24a der Mutter 24 von der äußeren Stirnfläche 12a der Walzscheibe 12 eingestellt, der etwas größer als die Breitenabmessung A des geteilten Druckringes 28 ist. Wird dieses Maß eingehalten, so läßt sich der geteilte Druckring in die dargestellte Wirklage einfügen, wobei die nach innen gerichteten Ringbunde 28a und 2Sb des Druckringes 28 in die zugehörigen Ringnuten des konischen Ringteils 23 einerseits und der Mutter 24 andererseits eingreifen, und so eine Kupplung zwi-

sehen diesen beiden Teilen herstellen. Wird nunmehr der hydraulische Druck in der Spannvorrichtung 6 abgelassen oder vermindert, verkürzt sich der Zuganker 3, womit sich die Mutter 24 axial nach links verlagert und die Spannkraft des Zugankers sich über die Stirnfläche 24a und den geteilten Dmckring 28 auf die äußere Stirnfläche 12a der Walzscheibe 12 auswirkt. Ein axiales Spiel im Bereich des Ringbundes 28a stellt sicher, daß das konische Ringteil 23 unter der Wirkung der Tellerfeder 27 nachhaltig nach links gedrückt wird, um die Spielfreiheit des Sitzes der Walzscheibe 12 auch dann sicherzustellen, wenn sich die Walzscheibe bei erhöhter Temperatur mehr aufweitet als das konische Ringteil 23.

Der Konuswinkel des Ringteils 23 ist so groß, daß das konische Ringteil entgegen der Kraft der Tellerfeder 27 nach rechts wandern kann, wenn sich die Walzscheibe 12 ahkühlt und wieder zusammenzieht.

Nach Entfernen des drucklosen Druckringes 28 kann die Walzscheibe 12 ohne weiteres abgezogen und ausgewechselt werden. Der geteilte Druckring 28 wird zweckmäßig durch eine über seinen Umfang gelegte Zugfeder zusammengehalten oder als Gelenkring ausgebildet, damit er nicht abfällt, wenn beim Längen des Zugankers die von ihm übertragene Druckkraft aufhört.

25

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

30

35

40

45

50

55

60

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Festspannen eines fliegend gelagerten Rotationskörpers, insbesondere einer Walzscheibe aus Hartmetall auf einer Antriebswelle, die an ihrem dem Sitz des Rotationskörpers zugeordneten freien Ende mit einem eine Mutter tragenden Stirnzapfen versehen ist, der entgegen Federkraft hydraulisch axial verstellbar ist, wobei die Mutter eine Anschlagfläche zum Bewegen eines am Rotationskörper angreifenden Spannmittels hat, das diesen unter dem Druck der vorübergehend gespannten Feder verspannt, wobei der Rotationskörper über die Mutter hinweg abziehbar ist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

   a) zwischen dem Rotationskörper (12) und seinem Sitz auf der Antriebswelle (2) ist sin konisches Ringteil (23) eingesetzt, das wie bekannt sowohl in Spann- als auch in Löserichtung mit der Mutter (24) im Sinne einer axialen Mitnahme gekuppelt ist,

   b) zwischen gegenüberliegenden Anschlagflächen des konischen Ringteils (23) und der Mutter (24) ist eine Tellerfeder (27) eingesetzt, und die Kupplung zwischen Ringteil und Mutter im Sinne einer axialen Mitnahme besteht aus einem mindes/.sns zweiteiligen Druckring (28) , der über ein Paar von Ringbunden (28a, 2Sb) und ein Paar von Ringnuten eine axiale, mit Axialspielen behaftete Kupplung zwischen dem konischen Ringteil und der Mutter bewirkt, wobei der äußeren Stirnfläche des Druckringes eine ringförmige Anschlagfläche (24a) der Mutter zugeordnet ist und die innere Stirnfläche des Druckringes zur axialen Verspannung der Walzscheibe (12) an der äußeren Stirnfläche (\2a) der Wälzscheibe Anschlag findet, wenn nach dem Einsetzen des Druckringes die vorübergehend hydraulisch gespannte Feder (3) entlastet und dadurch der Stirnzapfen (3a) der Antriebswelle (2) mit der Mutter in Richtung auf den Sitz der Walzscheibe zu axial verstellt wird.

   Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Festspannen eines fliegend gelagerten Rotationskörpers, insbesondere einer Walzscheibe aus Hartmetall, auf einer Antriebswelle nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Es ist eine derartige Festspannvorrichtung für die Richtrollen einer Rollenrichtmaschine bekannt (DE-OS 22 61 369), bei der das am Rotationskörper bzw. an der Richtrolle angreifende Spannmittel aus umfangsverteilten Segmenten besteht, die unter dem Druck einer vorübergehend hydraulisch gespannten Feder schräg von der Achse her gegen einen Spannring drücken, über ilen die Richirolle axial auf der Antriebswelle verspannt wird. In axialer Richtung ist aber nur eine Komponente der von den Segmenten übertragenen Spannkraft wirksam. F.ine auf dem entgegen Federdruck hydraulisch axial verstellbaren Stirnzapfen befindliche Mutter erlaubt es, das aus Segmenten bestehende Spannmittel in seiner lagemäßigen Zuordnung zum Stirnzapfen zu justieren.

   Zum Stand der Technik gehört ferner eine Walze für Walzgerüste mit einer Walzenspindel und mehreren auf der Walzenspindel angeordneten Walzenkörpern, die ausschließlich durch Druckspannungen zwischen planparallelen Stirnflächen mit der Walzenspindel in drehfester Verbindung gehalten sind, die durch Entnannen der elastisch gelängten Walzenspindel entstehen. Diese

   ίο Festspannung von Walzscheiben ausschließlich über Druckspannungen eignen sich besonders für Walzscheiben aus Hartmetall, die keine Spannungsanhäufungen aufgrund von Kerbwirkung oder zu hohe Ringspannunjen vertragen. Eine vorübergehend hydraulisch dehnbare Walzenspindel ist im Rahmen der Erfindung als gleichwirkend anzusehen mit einem entgegen Federdruck hydraulisch axial verstellbaren Stirnzapfen einer Antriebswelle (DE-PS 12 86 490). Auch ist das Festspannen von Walzringen mittels eines oder mehrerer konischer Ringteile bekannt (US-PS 15 28 392), jedoch hat man bisher noch nicht Sorge dafür getragen, einen schnellaufenden Rotationsring spielfrei auf seiner Antriebswelle festzuspannen, um beispielsweise die Walzscheiben der Fertigstaffel eines Drahtwalzwerkes bei den hier vorkommenden hohen Drehzahlen schlagfrei auf der Antriebswelle festzulegen. Der bekannte Vorschlag, eine solche Walzscheibe über eine aufweitbare Hülse drehfest mit der Antriebswelle festzuspannen, erfüllt die Voraussetzungen einer absoluten Schlagfreiheit nicht.

   Ferner ist es bekannt, Rotationskörper wie Zahnräder oder Riemenscheiben mittels eines konischen Ringteils als Spannhülse auf ihren Sitzen zu verklemmen, wobei dieses Ringteil sowohl in Spann- als auch in Löserichtung mit der auf dem Stirnzapfen der Antriebswelle angeordneten Mutter im Sinne einer axialen Mitnahme gekuppelt ist (US-PS 25 15 303, DE-GM 72 22 304 und CH-PS 2 54 047).

   Die alleinige Verspannung insbesondere von WaIzscheiben aus Hartmetall über ein konisches Ringteil ist nicht ratsam, da eine zu hohe Ringspannung vom Werkstoff her schädlich ist Andererseits vermittelt ein konisches Ringteil einen absolut spielfreien Sitz des Rotationskörpers. Von daher hat sich die Erfindung die Aufgäbe gestellt, das konische Ringteil lediglich zur Einstellung der Spielfreiheit heranzuziehen und eine Vorrichtung gemäß der Gattung dahingehend weiterzubilden, über die hydraulisch gesteuerte Verlagerbarkeit der auf dem Stirnzapfen sitzenden Mutter eine axial Druckspannung in dem Rotationskörper zu erzeugen, über die der Rotationskörper drehfest mit der Antriebswelle in Verbindung gelangt, wie es durch die DE-PS 12 86 490 vorgezeichnet ist.

   Die Lösung dieser Aufgabe besteht aus den Merkmalen a) und b) des einzigen Patentanspruches.

   Hierbei sorgt die zwischen dem konischen Ringteil und der Mutter eingesetzte Tellerfeder beim Freisetzen der durch hydraulischen Druck vorübergehend erzeugten Federkraft dafür, daß das konische Ringteil bei einer Axialbewegung der Mutter auf den Sitz der Walzscheibe zu nur mit einer geringen Kraft zwischen die Innenbohrung der Walzscheibe und deren Sitzfläche auf der Antriebswelle eingedrückt wird. Diese Kraft hängt davon ab, wie hoch die zwischengeschaltete Tellerfeder durch das Einschrauben der Mutter vorgespannt wurde. Es ist daher über die Mutter eine Spannkraft für das konische Ringteil einzustellen, die gerade ausreicht, den Sitz der Walzscheibe spielfrei zu machen, ohne in der