DE2703467A1 - Axial frei ineinanderschiebbare, winkelbewegliche kupplung, insbesondere fuer den antrieb von walzen, brechern usw. - Google Patents

Description

• Axial frei ineinanderschiebbare, winkelbewegliche Kupplung,
• insbesondere für den Antrieb von Walzen, Brechern usw.
• Die Erfindung betrifft eine axial frei ineinanderschiebbare Kupplung, insbesondere für den Antrieb von Walzen, Brechern usw., bei der das Drehmoment von einem eine gerade Innenverzahnung aufweisenden Außenring auf ein eine ballige Außenverzahnung aufweisendes Innenteil, das um den Mittelpunkt der balligen Verzahnung gegen den Außenring schwenkbar ist, übertragen wird.
• Bei Walzen, Brechern oder ähnlichen Maschinen ist oft ein Auswechseln erforderlich, insbesondere bei der Verarbeitung stark schleißender Materialien oder bei wechselnden Herstellungsprogrammen. Wegen der hohen Kosten, die bei einem Stillstand der Anlagen entstehen, muß ein Walzenwechsel möglichst schnell durchgeführt werden können. Aus diesem Grund sind zwischen der Walze oder dem Brecher und ihrem Antrieb Trennkupplungen vorgesehen. Außer der Trennbarkeit von angetriebenem Teil und Antrieb ist auch noch eine Ausgleichsmöglichkeit für Lageänderungen des angetriebenen Teiles notwendig. Erreicht wird dies durch eine winkelbewegliche und axial verschiebliche Ausbildung der Antriebswelle. Eine bekannte Ausführung des Antriebs von Walzen, Brechern etc. weist daher winkelbewegliche ballige Zahnnupplungen auf. Eierbei dienen die balligen ZahnkupplungenJedoch nicht zum Trennen der Walzen, sondern dafür ist eine getrennte Btirnverzahnung vorversehen. Als Folge ergeben sich eine große Baulänge und eine komplizierte Gesamtausführung des Antriebs.
• Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Kupplung zum Antrieb von Walzen, Brechern etc. anzugeben, die einfach aufgebaut ist, eine geringe axiale Baulänge aufweist und dabei winkelbeweglich und axial verschieblich sowie leicht montierbar und demontierbar ausgebildet ist. Dabei soll ermöglicht werden, daß die Kupplung nabe durch einen Preßverband auf den Walzenzapfen aufgesetzt werden kann und daß die Abdichtung der Kupplung nach außen an einer Stelle erfolgt, an der der geringste Verschleiß zu erwarten ist.
• Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die verzahnten Teile der Kupplung im Inneren eines zylindrischen Hohlteiles angeordnet sind, das mit dem mit der balligen Verzahnung versehenen Innenteil verbunden ist und das in der Ebene des Mittelpunktes der balligen Verzahnung eine Dichtung zwischen seiner Innenseite und der Außenseite des gradverzahnten Außenringes aufweist.
• Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung wird vorteilhaft erreicht, daß der Verzahnungsraum abtriebsseitig nach außen geschlossen ist, wobei er gegenüber dem Außenraum durch eine Dichtung an der Stelle der geringsten Bewegung zwischen den beiden Kupplungsteilen abgedichtet wird, ohne daß die freie Ineinanderschiebbarkeit, die zur schnellen Montage und zum Ausgleich von Längenänderungen notwendig ist, behindert wird.
• In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Verbindung des zylindrischen Hohlteiles mit dem Innenteil als loser Paßsitz ausgebildet ist und daß zwischen den beiden Teilen Dichtungselemente angeordnet sind. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, daß das Hohlteil seine Funktion so ausüben kann, als wäre es einstückig mit dem Innenteil verbunden, obwohl es gleichzeitig auf dem Innenteil frei verschieblich ist. Die Verbindung des Hohlteiles mit dem Innenteil durch einen losen Paß sitz mit Dichtungsringen wurde durch die Überlegung ermöglicht, daß Kräfte zwischen dem Innenteil und dem Hohlteil nur beim Beschleunigen oder Abbremsen auftreten.
• In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das zylindrische Hohlteil axial und radial wirkende Sperrelemente aufweist. Durch die Sperrelemente wird erreicht, daß auch die Kräfte, die beim Beschleunigen oder Abbremsen auf das Hohlteil wirken, nicht zu Drehbewegungen zwischen Hohlteil und Innenteil fUhren können und daß ein Wandern in axialer Richtung während des Betriebes verhindert wird. So kann das Hohlteil auch als fester Anschlag gegenUber großen Bewegungen des Innenteiles gegenüber dem Außenring dienen.
• In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der innenverzahnte Ring an seiner Außenseite ballig ausgebildet ist.
• Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, daß die Dichtung, die vorzugsweise als V-Dichtung mit zwei Lippen ausgefUhrt ist, sich auf einer Kugeloberfläche bewegt, so daß der Arbeitsdurchmesser der Dichtlippen während der Winkelbewegungen gleich bleiben kann. Auf diese Weise wird eine besonders lange Haltbarkeit der Lippen erreicht. Die Dichtung führt durch die Position in der Ebene der Drehbewegung gegenüber der Dichtfläche nur ganz geringe Bewegungen aus und während der Bewegungen erfolgt keine Dehnung und Streckung der Dichtlippen.
• In einer weiteren Ausführung ist vorgesehen, daß der innenverzahnte Ring einen Flansch zur lösbaren Verbindung mit der Antriebswelle aufweist. Hierdurch ist eine leichte Verbindung, insbesondere durch Verschrauben mit der Antriebswelle möglich.
• Durch den gegengeschraubten Flansch wird der Verzahnungsraui auch antriebsseitig abgedichtet.
• Weiterhin ist vorgesehen, daß Jeweils das Innenteil oder die Antriebswelle ein abgerundetes Stützteil oder ein Gegenstück zum Stützteil aufweist. Diese Ausführung ist besonders fur vertikalen Einbau geeignet, da hierdurch eine direkte Abstützung der An- und Abtriebsseite der Kupplung aufeinander erfolgt, wobei es gleichgUltig ist, ob sich das Stützteil ei Flansch der Antriebswelle oder am Innenteil befindet. Das Stützteil ist dabei vorzugsweise an seiner Spitze halbkugelförmig ausgebildet, wodurch sich nur eine kleine, leicht bewegliche Auflagestelle in Form einer Kugelkalotte bildet, so daß die Winkelbewegung nicht behindert wird.
• In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Innenteil Bohrungen zum Einbringen von Drucköl und/oder eine Nut zum Einschieben einer Paßfeder aufweist. Hierdurch wird das Innenteil vorteilhaft mit Hilfsmitteln versehen, die seiner Aufgabe als Nabe, die auf die Welle der Walze oder des Brechers aufgeschoben und aufgeschrumpft wird, entgegenkommen. Die nahezu zylindrische Form, die durch die erfindungsgemäße Ausbildung erreicht wird, ist dabei besonders vorteilhaft.
• In einer anderen Ausführung ist vorgesehen, daß der innen-verzahnte Ring eine gestreckte Form mit Innenverzahnung an beiden Enden aufweist und an einem Ende von dem zylindrischen Hohlteil umfaßt wird. Hierdurch ergibt sich eine Ausführungsform, die besonders große Winkelabweichungen erlaubt, wobei die eine Seite als Hauptdrehgelenk und die andere Seite als Hilfsdrehgelenk ausgebildet ist. Zugleich kann hierdurch die Demontierbarkeit weiter verbessert werden.
• Weiterhin ist vorgesehen, daß das nicht von dem Hohlteil umfaßte Ende des gestreckten innenverzahnten Ringes in ein zweites, ebenfalls mit einer balligen Verzahnung versehenes Innenteil eingreift und daß an dem freien Ende des gestreckten innenverzahnten Ringes ein Dichtungselement und auf dem zweiten mit der balligen Verzahnung versehenen Innenteil ein vorzugsweise geteilter Anschlagring mit abgerundeter Wirkfläche angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Kupplung, bei der der Hilfsdrehpunkt besonders einfach abgedichtet und gegen axiales Einschieben gesichert ist.
• Fernerhin ist vorgesehen, daß der gradverzahnte Außenring und/oder das zylindrische Hohlteil eine Zentrierschräge in Einschubrichtung aufweist. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, daß an den Nabenteilen, insbesondere an der Verzahnung bei dem vorgesehenen schnellen Wechseln der Walzen keine Einschubschäden auftreten. Bereits vor dem Eingriff der Zähne ineinander wird durch die Zentrierschrägen eine einwandfreie Zentrierung erreicht. Dies ist insbesondere bei beengten Einbauverhältnissen und unübersichtlichen Anordnungen von Bedeutung.
• Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher dargestellt, aus denen weitere Einzelheiten zu entnehmen sind.
• Die Zeichnungen zeigen in Fig. 1 eine erfindungsgemäße Kupplung mit zylindrischem Hohlteil, in Fig. 2 eine Kupplung mit Stützteil zwischen Antriebs-und Abtriebsseite sowie in Fig. 3 eine Ausführung mit gestrecktem innenverzahnten Ring und in Fig. 4 die Ausführung des Innenteiles als Nabe für einen lösbaren Preßsitz.
• Alle Zeichnungen sind im Schnitt.
• Die in Fig. 1 dargestellte Ausführung weist auf dem Innenteil 1 das zylindrische Hohlteil 2 auf, das durch das lösbare Befestigungselement 3 gegen axiales und radiales Verschieben gesichert ist. Das Befestigungselement 3 ist dabei vorzugsweise geteilt und mit dem zylindrischen Hohlteil 2 verschraubt. Zwischen dem Innenteil 1 und dem Hohlteil 2 sind Dichtungen 4 angeordnet, die ein Austreten von Schmiermittel aus dem Verzahnungsraum verhindern. Die ballige Au8enverzahnung 5 ist vorzugsweise so ausgeführt, daß nicht nur der Zahnkopf, sondern auch der Zahngrund in axialer Richtung abgerundet ist, wobei die Kontur des Zahngrundes nach vorn zur Einschubseite des Innenteiles hin verlängert ist. So ergibt sich eine Zentrierung der Außenverzahnung 6 des Außenringes 7 beim Einschieben der Verzahnung.
• In dem zylindrischen Hohlteil 2 befindet sich die Dichtung 8, die vorzugsweise als Zweilippendichtung ausgebildet ist und sich auf der ballig ausgebildeten Fläche 9 bewegt, wobei die Dichtung 8 in der Ebene der Winkelbewegung der Kupplung, die durch den Punkt A bezeichnet wird, angeordnet ist. Der Außenring 7 trägt den Flansch 10, der lösbar, insbesondere durch eine Schraubverbindung, mit dem Flansch der Antriebswelle 11 verbunden ist. Der Flansch 11 ist vorzugsweise als Scheibe mit einem Mittelteil 12 ausgebildet, das zentrisch die Bohrung 13 trägt. Die Antriebswelle 14 ist dabei hohl ausgebildet und mit dem Flansch 11 verschweißt. Die Bohrung 13, die der Erleichterung der axialen Bewegung der Kupplung dient, da sie das Aufbauen eines Luftpolsters verhindert, ist, wenn die Umstände es erfordern, mit einer Gummipackung versehen, die als Ventil ausgebildet ist.
• In Fig. 2 bezeichnet 15 das Stützteil, das vorzugsweise als Wellenzapfen der Abtriebswelle ausgebildet ist und sich auf dem in diesem Falle besonders verstärkten Mittelteil 16 des Antriebswellenflansches abstützt. Die Bohrung 17 dient dabei dem gleichen Zweck wie die Bohrung 13 bei der Ausführung ohne Stützteil, sie ist lediglich aus der Mitte versetzt.
• In Abweichung von der Normalausführung kann, insbesondere, wenn nur geringe Winkelbewegungen zu erwarten sind, die Oberfläche des innenverzahnten Ringes auch zylindrisch ausgeführt werden, wie es die Außenkontur 18 zeigt.
• Fig. 3 zeigt die Ausführung, bei der der innenverzahnte Ring 19 eine gestreckte Form aufweist, wobei die Innenverzahnung 20 entweder über die gesamte Länge des gestreckten Ringes verläuft oder zwei selbständige Verzahnungsringe an den beiden Enden des gestreckten Ringes bildet. Dabei ist die Ausführung der Antriebsseite besonders einfach gehalten. Das nicht von dem zylindrischen Hohlteil 2 überdeckte Ende des gestreckten Ringes trägt ein Dichtungselement 21 nit einer Dichtung 22, wobei das Dichtungselement 21 lösbar, insbesondere durch Schrauben mit dem gestreckten Ring verbunden ist. Zur axialen Begrenzung der Bewegung trägt das zweite Innenteil 23, das auch als Nabe mit Befestigungselementen ausgeführt ist, einen vorzugsweise geteilten Anschlagring 24 mit abgerundeter Seitenfläche. Der Anschlagring 24 ist ebenfalls in seiner Teilung mit Schrauben lösbar ausgebildet.
• Die genaue Ausbildung des Innenteiles 1 ergibt sich aus Fig. 4. Zur leichteren Montage des Hohlteiles 2 ist das Innenteil 1 mit einem Durchmessersprung (D1, DII) versehen, wobei DII größer gewählt wird. Vorteilhaft ist dabei an der Stufungsstelle des Durchmessers eine Eingriffsnut für das Sperrelement 3 angeordnet, die die mechanische Bearbeitung erleichtert. Durch die Wandung des Innenteiles 1 sind die Druckölzuftlhrungs-Bohrungen 25 geführt, die in inneren Ausdrehungen 26 enden. Hierdurch wird eine gleichmäßige Verteilung des Drucköls über die Sitzfläche erreicht. Weiterhin weist das Innenteil 1 noch Schmiermitteldurchtritts-Bohrungen27 durch die Verzahnung 5 auf, die einen Durchtritt des Schmiermittels von einer Seite der Verzahnung zur anderen erlauben. Bei dem Innenteil 1 ist nicht nur der Zahnkopf der Verzahnung 5 gerundet, sondern auch der Zahngrund. Je nach den Anforderungen kann der Zahngrund dabei in Einschubrichtung verlängert sein, so daß sich eine Zentrierung der Verzahnung beim Einschieben ergibt.
• - Patentansprüche -

Claims (11)

1. Patent ansprüche Axial frei ineinanderschiebbare Kupplung, insbesondere für den Antrieb von Walzen, Brechern usw., bei der das Drehmoment von einem eine gerade Innenverzahnung aufweisenden Außenring auf ein eine ballige Außenverzahnung aufweisendes Innenteil, das um den Mittelpunkt der balligen Verzahnung gegen den Außenring schwenkbar ist, übertragen wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die verzahnten Teile im Inneren eines zylindrischen Hohlteiles (2) angeordnet sind, das mit dem mit der balligen Verzahnung versehenen Innenteil (1) verbunden ist und das in der Ebene des Mittelpunktes (A) der balligen Verzahnung (5) eine Dichtung (8) zwischen seiner Innenseite und der Außenseite des gradverzahnten Außenringes (7) aufweist.
2. 2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung des zylindrischen Hohlteiles (2) mit dem Innenteil (1) als loser Paßsitz ausgebildet ist und daß zwischen den beiden Teilen (1, 2) Dichtungselemente (4) angeordnet sind.
3. 3. Ku-,p1.ung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Hohlteil (2) ein axial und radial wirkendes Sperrelement (3) aufweist.
4. 4. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innenverzahnte Ring (7) an seiner Außenseite (9) ballig ausgebildet ist.
5. 5. Kupplung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der innenverzahnte Ring (7) einen Flansch (10) zur lösbaren Verbindung mit der Antriebswelle (14) aufweist.
6. 6. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Jeweils das Innenteil (1) oder die Antriebswelle (14) ein abgerundetes Stützteil (15) oder ein Gegenstück zum Stützteil aufweist.
7. 7. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenteil (1) Bohrungen (25) zum Einbringen von Drucköl und/oder eine Nut zum Einschieben einer Paßfeder aufweist.
8. 8. Kupplung nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der innenverzahnte Ring (19) eine gestreckte Form mit Innenverzahnung (20) an beiden Enden aufweist und an einem Ende von dem zylindrischen Hohlteil (2) umfaßt wird.
9. 9. Kupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht von dem Hohlteil (2) umfaßte Ende des gestreckten innenverzahnten Ringes (19) in ein zweites ebenfalls mit einer balligen Verzahnung versehenes Innenteil (23) eingreift.
10. 10. Kupplung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß an dem freien Ende des gestreckten innenverzahnten Ringes (19) ein Dichtungselement (21) und auf den zweiten mit der balligen Verzahnung versehenen Innenteil (23) ein vorzugsweise geteilter Anschlagring (24) mit abgerundeter Wirkfläche angeordnet ist.
11. 11. Kupplung nach einem der vorhergehenden AnsprUche, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenteil (1) und/oder das zylindrische Hohlteil (2) eine Zentrierschräge in Einschubrichtung aufweist.