DE2650693A1

DE2650693A1 - Spindelkupplung

Info

Publication number: DE2650693A1
Application number: DE19762650693
Authority: DE
Inventors: Steven Banki; Warren Nelson Kouns; John Wright
Original assignee: Koppers Co Inc
Current assignee: Beazer East Inc
Priority date: 1975-11-24
Filing date: 1976-11-05
Publication date: 1977-06-02
Also published as: GB1562600A; FR2332455A1; US3999404A; CA1053017A

Description

DR. W. SCHA₁LK. · DIPL.-ING. P.WIRTH · DI PL.-) NG. G. DAN NUN BERG DR. V. SCHlvilED-KOWARZIK · DR. P. WEi NHOLD · DR. D. GUDEL

6 FRANKFURTANd MAIN

CR. ESCHENHEIMER STBASSE 39

Case 75 M 20 3. November 1976

Hoppers Company, Ine Koppers Building
Pittsburgh, Pennsylvania 15219, USA

Spindelkupplung

Bei einer Spindelkupplung, die eine Welle aufweist, welche eine Zahnrad-Endkupplung und eine Kupplung für ein Walzenende ( a roll end coupling) besitzt, ist erfindungsgemäss eine Abschermuffe an der Welle auf gemeinsame Drehung mit dieser angebracht; die Abschermuffe besitzt erfindungsgemäss eine Abscherzone mit verringertem Querschnitt. Das eine Ende der Abscherrauffei ist fest an der Welle angebracht, und der andere Endteil besitzt eine innere kegelstumpfförmige Oberfläche, die mit einer kegelstumpfförmigen Oberfläche des Endteils der Welle zusammenarbeitet. Diese zusammenarbeitenden Flächen sind so ausgebildet und angeordnet, dass sie, wenn die Kupplung normal arbeitet, in Berührung miteinander sind und ein Biegen der Abschermuffe verhindern. Wenn die Abscherzone abgeschert wird, bewegt sich derjenige Teil der Muffe, der die kegelstumpfförmige Innenfläche hat, axial von der kegelstumpfförmigen Fläche der Welle weg und

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legt sich an eine Druckfläche der Welle an_f wobei er sich frei auf an der Welle angebrachten Lagern dreht.

Zur weiteren Erläuterung der· Erfindung, ihrer Merkmale und ihrer Vorteile, wird nachstehend eine bevorzugte Aus führung fiforin der Erfindung anhand der Zeichnungen beispielsweise beschrieben, und zwar zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, des einen Endes der Spindelkupplung nach der Erfindung, und

Fig. 2 teilweise im Schnitt eine Seitenansicht des einen Endteils einer anderen Spindelkupplung gemäss der Erfindung.

Gemäss Fig. 1 besitzt das eine Ende einer Spindelkupplung 11, und zwar vorzugsweise das der Walze zugeordnete Ende? erfindungs« gemäss eine Welle 13, an der eine übliche Walzenmuffe 15 montiert ist, die in ihrem Innern den üblichen Hohlraum 17 aufweist, der zur Aufnahme des (nicht gezeichneten) Walzenhalszapfens dient.

Der dem Walzenende zugeordnete Teil der Welle 13 besitzt einen axialen Hohlraum 19, in welchem eine übliche Feder 21, eine Federführungsstange 23 und ein Federführungskolben 25 angebracht sind. Die Federführungsstange 23 ist mit einem ü ELichen Druckknopf 27 zur Federführung versehen, der mit einem Druckknopf 29 zusammenarbeitet; letzterer liegt an einer am Walzenende angebrachten Druckplatte 31 an, mit der er zusammenarbeitet, und diese ist in üblicher Weise in einem in der Walzeneridmui'fe 15 vorgesehenen Hohlraum 33 befestigt, etwa so, wie es in Fig.1 gezeigt ist.

Die innere Wandung des Hohlraums 33 am Walzenende ist mit einer üblichen geradlinigen Evolventenverzahnung 35 versehen, An dem Ende der Antriebsmuffe 15 liegt ein Walzenendring 37 an, der

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mittels Schraubenbolzen 39 an dieser Walzenendmuffe befestigt ist. Der Endring 37 ist mit einer Endringplatte 41 zusammengesetzt, die durch die Bolzen 39 an dem Ring 37 festgehalten wird. Zwischen die Endringr>latte 41 und den R.ing 37 ist ein Dichtungsring 43 eingepasst.

Auf das eine Ende der Welle 13 sind eine Naben-Haltemutter 45 und ein Druckring 47 aufgesetzt«, Die Mutter wird durch eine Anzahl von Halteplatten 49 in ihrer Stellung gehalten.

Der Endteil der Welle 13 wird von einer 'Walzenend-Biege-Büchse (roll end flex hub) 51 umgeben, die einen Manschettenteil 53 besitzt, welcher mit üblichen Getriebezähnen 55 oder Kerbverzahnungszähnen versehen ist, welche ein gebogenes Profil haben, wie es etwa in Fig. 1 dargestellt ist. Die Verzahnung 55 kämmt mit der geradlinigen Evolventenverzahnung 35 und arbeitet mit dieser zusammen, wodurch die Drehbewegung der Welle 13 auf die Walzenendmuffe 15 übertragen wird.

Der Manschettenteil 53 arbeitet mit einem Lager 57 zusammen, das an der Welle 13 angebracht ist. Der Manschettenteil 53 besitzt eine,kegelstumpfförmige Aussenflache 59» die mit einer dazu passenden kegelstumpfförmigen Fläche 61 der Welle 13 zusammenarbeitet.

Die Biege-Büchse (flex hub) 51 ist mit aussen und innen um ihren Umfang herumlaufenden U-förmigen Nuten 63 und 63a,versehen, durch die ein dünner Halsteil oder eine Abscherzone von geringerem Querschnitt 65 gebildet wird_? wie es Fig. 1 zeigt»

Die dem die Walze antreibenden Ende der Welle 13 zugeordnete Biege-Büchse 51 ist mit der Welle 13 durch Kerbverzahnung 67 verbunden. Die Biege-Büchse 51 wird mittels eines geschlitzten - Schulterrings 69, eines Büchsen-Halterings 71 und Befestigungsbolzen 73 in ihrer Lage gehalten.

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Fig. 2 zeigt einen Teil einer anderen Ausführungsform 75 der Erfindung; Teile dieser Ausführungsform, die die gleichen wie bei Fig. i sind, haben die gleichen Bezugszeichene

Das die Walze antreibende Ende der Welle 13 wird gemäss Fig. von einem Druckring-, und in Abstand von diesem durch eine Abschermuffe 77 umgeben, die mit Lagern 79, 81 versehen ist, welche mit der Welle 13 zusammenarbeiten. Die Abschermuffe 77 besitzt bei 83 gleichfalls eine Kerbverzahnung mit der Welle 13* Die Abschermuffe 77 weist eine kegelstumpfförmige innere Fläche 85 auf, die mit einer zu ihr passenden kegelstumpffö'rmigen Fläche 87 der Welle 13 zusammenarbeitet.

Die Abschermuffe 77 besitzt um ihre Umfangs'flache herumlaufende innere bzw. äussere Nuten 89 und 91? die eine Abscherzone 93 von verringertem Querschnitt bilden. Die Abschermuffe wird durch einen Abschermuffen-Haltering 95 _f einen geschlitzten Schulterring. 97 und Befestigungsbolzen 99 in ihrer Lage gehalten.

An die die Walze antreibende Muffe 15 liegt ein Walzenendring 101 an, der an dem Ende der Muffe mittels mehrerer Schraubenbolzen 103 befestigt ist, die eine Endringplatte 105 und einen Dichtungsring 107 in ihrer gegen den Endring 101 anliegenden Stellung halten.

Wenn die Spindel bzw. die Kupplung 11 nach Fig. 1 in Betrieb gesetzt ist, wird das in der Welle 13 entwickelte Drehmoment durch die kerbverzahnte Biege-Büchse 51 und durch die miteinander kämmenden Getriebezähne 35 und 55 auf die Walzenendmuffe übertragen, welche das Drehmoment auf den (nicht gezeichneten) Walzenhalszapfen einer Walze eines üblichen metallbearbeitenden Walzenständers überträgt.

Wenn aus irgendeinem Grunde das Drehmoment in der Biege-Büchse 51 einen vorgewählten Wert überschreitet, v/eil ein erhöhter Widerstand gegen das Drehen der Walzen im Walzenständer auftritt,

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so v/ird die Abscherzone 65 der Biege-Büchse abgeschert. Der Manschettenteil 53 der Büchse bewegt sich dann nach links, wie es in Fig. 1 ersichtlich ist, und zwar zufolge dea Axialdrucks, der von den voneinander abgescherten Ab sehn it ten-herkommt. Die beiden Teile der Biege-ßüchse* der Manschettenteil und der zylindrische feste Teil werden nun voneinander getrennt. Der Manschettenteil bewegt sich nach links, bis er an den Druckring 47 anliegt und bis er sich am Lager 57 anliegend dreht.

Hierauf kann die das Walzenende aufnehmende Muffe 15 abgenommen und können die beiden Teile der Biege-Büchse entfernt v/erden, worauf eine neue Büchse eingesetzt und die das Walzenende aufnehmende Muffe schnell und leicht ersetzt v/erden lcönnen*

In gleicher Weise besitzt die Spindel nach Fig. 2 eine Abscherzone 93 mit verringertem Querschnitt und kann abgeschert werden, wenn das zwischen der Welle und der das Walzenende aufnehmenden Muffe übertragene Drehmoment einen vorgewählten Wert erreicht oder überschreitet.

Gemäss Fig. 2 ist ersichtlich, dass, wenn die Abscherzone 93 abgeschert wird, der linke Teil der Abschermuffe 77 sich ~ wie in Fig. 2 gesehen - nach links bewegt, und zwar zufolge des Druckes, der von den abgescherten Abschnitten auf die getrennten Teile der Abschermufe ausgeübt wird. Der linke Teil der Abschermuffe legt sich dann gegen den Druckring 76 an und dreht sich an den Lagern 79 und 81 * Hierauf können die das Walzenende aufnehmende Muffe, der zugehörige Endring und der Dichtungsring entfernt werden, so dass es möglich wird, die Abschermuffe 77 zu entfernen und zu ersetzen«

Aus der vorstehenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung ergeben sich für den Fachmann viele wesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung, insbesondere die folgendenι

Es wird eine Abscherzone mit verringertem Querschnitt in einer Einheit in der Walζenendkupplung geschaffen, derart,

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dass diese Zone bei einer vorgewählten Belastung abgeschwert wird, wenn Bedingungen auftreten, die ein ubermässiges Drehmoment mit sich bringen;

da eine Abscherzone verringerten QuerSchnitts vorgesehen ist, die bei einer vorgegebenen Belastung abgeschert wird, wird die Spindel selbst und wird die Antriebsmaschine oder werden die Antriebsmaschinen gegen Überlastung durch ein hohes Drehmoment geschützt.

Die abgescherten Teile können leicht entfernt werden und eine neue Einheit für die Walzenendkupplung kann schnell eingesetzt v/erden, und

die abgescherten Teile trennen, sich schnell voneinander, so dass, wenn sich die Drehung des einen Teils fortsetzt, hierdurch der andere Teil nicht ungünstig beeinflusst wird*

Die kegelstumpfförinigen Oberflächen bilden starke Lagerflächen für die Biege-Naben, die als Abschermuffen dienen, so dass unter dem Einfluss des Drehmoments und bei mangelnder Ausrichtung im normalen Betrieb keine Biegebeanspruchungen auf die Abschermuffenteile ausgeübt werden«

Der Ausdruck "Biegebüchse¹¹, "Muffe" oder "Abschermuffe" in der vorgehenden Beschreibung und den nachfolgenden Ansprüchen weist im Gegensatz zu einer starren Büchse auf eine Muffe oder Büchse hin, mit der ein anderes Bauelement gelenkig verbunden werden kann. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig* 1 erfolgt dies durch die Außenverzahnung 55 der Biegebüchse 53» die mit der Innenverzahnung 35 der Muffe 15 kämmt„ Vorzugsweise ist die Außenverzahnung 55 bogenförmig ausgebildet. Entsprechendes gilt für die Ausführungsform nach Fig. 2 mit der Muffe 77 und deren bogenförmiger Außenverzahnung 55*

- Ansprüche

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Claims

Koppers Company, Inc; Case 75 M 20 " -

3. November 1976
PW/Ar

Patent- bzw. SchutzanSprüche

f1.!Spindelkupplung mit einer Welle, die eine Zahnrad-EnIkupplung und eine Kupplung für ein Walzenende besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung für das Walzenende eine die Welle umgebende Muffe (51 bzw. 77) aufweist, die mit der Welle (13) auf gemeinsame Drehung verbunden ist und eine Abscherzone (63, 63a bzw. 89, 91) au.fwo.ist, die einen, vorgegebenen verringerten Querschnitt besitzt, und dass die Muffe und die Welle zusammenarbeitende Flächen (59* 61 bzw. 85, 87) haben, die so ausgebildet und angeordnet sind, dass bei Abscheren der Abscherzone der eine Teil der Muffe sich a3fial vom anderen Teil weg bewegt.

2. Spindelkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zusammenarbeitenden Flächen (59, 61 bzw. 85, 87) kegelstumpfförmige Flächen sind.

3. Spindelkupplung nach Anspruch 1 oder 2_f dadurch gekennzeichnet, dass die Muffe (51 bzw. 77) mit der Welle (13) kerbverzahnt ist und das von den zusammenarbeitenden Flächen (59, 61 bzw. 85, 87) abgelegene Ende der,\ Muffe mit der Welle fest verbunden ist.

4. Spindelkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Welle (13) mindestens ein Glied (45» 47* 49 bzw. 76) angebracht ist, das als Druckglied mit dein abgescherten beweglichen Teil der Muffe (51 bzw.77) zusammenarbeitet.

5. Spindelkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Muffe (51 bzw, 77) Lagerglieder (57 bzw. 79, 81) angebracht sind, die mit der Welle (13)

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als Lager für den einen Teil der Muffe zusammenarbeiten, wenn die Abscherzone (63, 63a bzw. 89, 91) abgeschert wird und dieser Teil sich axial bewegt.

Spindelkupplung nach Anspruch 1, dadurch gok dass die Muffe (51 bzw. 77) durch Kerbverzahnung auf Drehung mit der Welle (13) verbunden ist, dass ferner das eine Ende der Muffe mit der Welle (13) durch Befestigungsglieder (69 bzw. 97) gegen axiale Verschiebung verbunden ist, dass ferner die kegelstumpfförmigen Flächen (59? 61 bzw. 85, 87) der Muffe und der Welle von den Befestigungsgliedern (69 bzw. 97) abliegen und so ausgebildet und angeordnet sind, dass bei Abscheren der Abscherzone der eine Teil der Muffe sich von dem anderen festliegenden Teil axial weg bewegt und ääss der abgescherte JCeil- der Muffe G-lied ("71 bzw.95)- anlegt,-aas mit der V/elle verbunden ist.

Spindelkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Muffe (51 bzw. 77) Lagerglieder (57 bzw. 79, 81) angebracht sind, die mit der Welle (13) als Lager für den einen Teil der Muffe zusammenarbeiten, wenn die Abscherzone (63, 63a bzw. 89, 91) abgeschert wird und dieser Teil sich axial bewegt.

Der Patentanwalts

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