DE2832842A1

DE2832842A1 - Druckanlegevorrichtung, insbesondere zur fixierung einer walze auf einer welle

Info

Publication number: DE2832842A1
Application number: DE19782832842
Authority: DE
Inventors: Martin Joseph Dempsey
Original assignee: Asko Inc
Current assignee: Asko Inc
Priority date: 1977-08-08
Filing date: 1978-07-26
Publication date: 1979-02-22
Also published as: US4117705A; GB1584508A; SE7808450L; IT7826115A0; JPS5452659A; CA1070532A; IT1097422B; FR2400151A1

Description

PATENTANWALT OR. RICHARD KNElSSL

Widenmayerstr. 46 3 ^ ft J(JLi 1978

D-8000 MÜNCHEN 22 2832842

Tel. 089/295125

Mappe A 380

ASKO, INC. West Homestead, Pa. / V.St.A.

"Druckanlegevorrichtung, insbesondere zur Fixierung einer Walze auf einer Welle"

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf das Walzen von Barren in Stangen, von Stangen in Stangen geringeren Durchmessers oder von Stäben in Draht. Die Walzen können aus Metall, wie z.B. Eisen oder Stahl, bestehen. Von besonderem Interesse ist bei diesem Verfahren die Verwendung von Walzen, die aus Metalloiden der Wolframcarbid-Type bestehen. Der Ausdruck "der Wolframcarbid-Type", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf Metalloide der verschiedensten Arten, wie z.B. Carbide von Molybdän, Tantal und Niob, und auch auf Boride, Silicide, Nitride und dergleichen. Zur Erleichterung der Darstellung der Erfindung wird hier das Walzen von Stangen in Stangen mit kleinerem Durchmesser durch zusammenarbeitende Walzen beschrieben. Die Erfindung ist jedoch auch auf das Walzen anderer Produkte anwendbar.

Beim Walzen ist der radiale Druck, der zwischen zwei zusammenarbeitenden Walzen und dem Werkstück herrscht, sehr groß, wobei entsprechend hohe tangentiale Reibungskräfte auf jeder Walze auftreten. Das daraus resultierende Drehmoment zwischen den Walzen und den Wellen, auf denen die Walzen befestigt sind, ist dementsprechend hoch. Unter diesem hohen Drehmoment besteht die Neigung, daß die Walzen sich auf den Wellen drehen. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf das Unterdrücken dieser Relativbewegung zwischen einer Walze und der Welle.

In der US-PS 4 0OB 598 ist eine Walzvorrichtung beschrieben, bei welcher ein seitlicher Druck angewendet wird, um die Relativbewegung der Walzen in bezug auf die Welle zu unterdrücken. Dabei wird kontinuierlich eine deformierbare Membrane durch einen angelegten hydraulischen Druck gegen die Walze gedrückt. Dies© Vorrichtung arbeitet zufriedenstellend während vieler Stunden« Die Membrane ermüdet jedoch aufgrund der wiederholten Schläge der Walzen gegen das Werkstück, was schließlich zu ihrem Bruch führte Ein solcher Bruch sollte ausgeschaltet werden„

-y-

Es ist auch aus dem Stande der Technik bekannt, den seitlichen Druck zur Unterdrückung einer Relativbewegung zwischen den Walzen und den Wellen durch eine starke Feder anzulegen, die durch eine Presse zusammengedrückt wird. Diese Maßnahme hat den Nachteil, daß eine massive Presse oder eine massive Werkzeugmaschine in dieser Art zur Verfügung stehen muß. Außerdem ermüdet die Feder beim Gebrauch.

Der Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik auszuschalten und eine Relativbewegung zwischen den Walzen und den Wellen ohne fortlaufendes Anlegen eines hydraulischen Fluids und ohne eine deformierbare Membrane und auch ohne irgendein anderes Bauteil, das beim Gebrauch ermüden kann, zu verhindern. Außerdem soll auch keine große Presse oder andere teure Maschine nötig sein.

Gemäß der Erfindung wird ein Druck durch ein Medium aufgebaut und auf eine Druckanlegeeinrichtung übertragen. Nachdem der Druck aufgebaut ist, wird ein Abstandshalter eingefügt. Dann wird das Medium vollständig oder teilweise abgelassen, worauf der Druck von dem Abstandshalter aufgenommen wird. Der Abstandshalter liefert einen ausreichenden Druck, daß eine Relativbewegung zwischen den Walzen und ihren Wellen verhindert wird. Vorzugsweise ist das Medium eine hydraulische Flüssigkeit, typischerweise ein Fett, so wie es in der erwähnten US-PS 4 008 598 beschrieben ist. Die Verwendung eines Gases oder eines niedrigschmelzenden Metalls für diesen Zweck liegt innerhalb des Bereichs der Erfindung.

Die Erfindung wird verkörpert in einer geteilten Druckanlegeeinrichtung. Diese besitzt ein erstes Teil, welches als Schuh bezeichnet werden kann, das Druck auf die Walze und ein zweites Teil übertragen kann. Der Schuh und <äas zweite Teil sind axial beweglich auf der Welle befestigt, auf welcher die Walze fixiert werden soll, wobei der Schuh an der Walze anliegt und das zweite Teil am Schuh auf der Seite anliegt, die der Walze abgewandt ist. Das zweite Teil liegt an einem Anschlag an, wie z.B. an einer Mutter,

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die auf die Welle aufgeschraubt, aufgeschweißt oder aufgekeilt ist, während der Schuh an der Walze oder an dazwischen befindlichen Abstandshaltern anliegt. Eine geschlossene Kammer und ein Zwischenraum sind zwischen dem Schuh und dem zweiten Teil ausgebildet. Der Zwischenraum ist von außen zugänglich. Der Schuh und das zweite Teil sind gegeneinander bewegbar. Ein Fluid wird in die Kammer eingeführt, wobei ein hoher Druck in der Kammer aufgebaut wird, so daß der Schuh und das zweite Teil voneinander getrennt werden und die Breite des Zwischenraums steigt. Die Welle wird dabei gedehnt. Diese Dehnung liegt vorzugsweise innerhalb der Elastizitätsgrenze der Welle, so daß die Welle sich wieder zusammenzieht wie eine Feder. Diese Kraft wird durch das Fluid aufgehoben, solange es sich in der Kammer befindet. Nachdem die Breite des Zwischenraums vergrößert worden ist, wird ein Abstandshalter in diesen Zwischenraum eingebracht. Der Abstandshalter besitzt eine größere Breite als die ursprüngliche Breite des Zwischenraums und ist auch etwas kleiner als die vergrößerte Breite des Zwischenraums. Das Fluid wird dann aus der Kammer abgelassen, wodurch die Rückfederungskraft der Welle zum Tragen kommt. Der Abstand zwischen dem zweiten Teil und dem Schuh verringert sich dabei, während der Druck nunmehr vom Abstandshalter aufgefangen wird.

Das Fluid kann durch das zweite Teil, den Schuh oder die Welle oder in besonderen Fällen durch mehrere dieser Bauteile eingeführt v/erden. Das Fluid kann durch den gleichen Kanal abgelassen werden, durch welchen es eingeführt wird. Es kann aber auch ein anderer Kanal hierzu verwendet werden. Es ist von Vorteil, wenn die Breite des Abstandshalters nur geringfügig kleiner ist als die Breite des vergrößerten Zwischenraums, da hierbei ein großer Teil des durch das Fluid aufgebauten Drucks zur Verfügung steht, um eine Drehung der Walze auf der Welle zu verhindern. Es liegt innerhalb des Bereichs der Erfindung, das Fluid vollständig oder nur einen Teil des Fluids aus der Kammer abzulassen. Das vollständige Ablassen des Fluids hat den Vorteil, daß die Dichtungen nur während des Druckaufbaus und des Druckablas sens Spannungen ausgesetzt sind,, Außerdem wird durch ein vollständiges Ablassen des Fluids der Druck in der ge-

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wünschten Richtung konzentriert. Im Falle von Walzen ist die gewünschte Richtung die axiale Richtung. Das Ablaufen des Fluids vermindert die Spannungen in der radialen Richtung. Wenn der Schub sehr groß sein soll, dann besitzt die Kammer Wandungen mit einer beträchtlichen Fläche, wodurch der druckaufnehmende Querschnitt der einzelnen Teile, welche die Kammer definieren, entsprechend gesenkt werden kann. Da das Fluid nach dem Einführen wieder abgelassen wird, wird die Spannung in den Bereichen mit kleinem Querschnitt abgebaut, weshalb die Teile nicht aufgrund einer hohen Beanspruchung beim Gebrauch der Vorrichtung kriechen. Wenn der Schub sehr hoch sein muß, dann ist es auch möglich, Teile mit einem sehr großen Querschnitt zu verwenden, indem beispielsweise Ringe oder Auskleidungen auf die beiden Teile aufgeschrumpft werden,und den Querschnitt zu verringern, nachdem das Fluid abgelassen worden ist. Eine solche Verringerung ist möglich, da der Schub in axialer Richtung konzentriert wird und in anderen Richtungen deshalb klein ist.

Die Erfindung v/ird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei die Welle ungeschnitten ist;

Fig. 2 eine Teilansicht der ungeschnittenen Welle der Vorrichtung von Figur 1;

Fig.2A eine vergrößerte Teilansicht des Bereichs HA der Welle von Figur 2;

Fig. 3 eine Stirnansicht in Richtung des Pfeils III von Figur 4 des Druckrings der Vorrichtung von Figur 1, wobei Teile um das Rückschlagventil zum Einführen des Fluids und der Ablaßschraube geschnitten sind;

Fig.3A eine vergrößerte Teilansicht des Bereichs HIA von Figur 3; Fig.3B eine vergrößerte Teilansicht des Bereichs IHB von Figur 3; Fig. 4 einen Schnitt an der Linie IV-IV von Figur 3; Fig. 5 eine Stirnansicht in Richtung des Pfeils V von Figur 6 einer Hälfte des Rückschlagventils zum Einführen des Fluids in die Vorrichtung von Figur 1;

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Fig. 6 einen Schnitt an der Linie VI-VI von Figur 5;

Fig. 7 einen Teilschnitt eines Teils des Rückschlagventils im Bereich VII von Figur 6, der speziell die Dichtung des Rückschlagventils erkennen läßt;

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Ablaßschraube des Druckrings von Figur 5;

Fig. 9 eine Stirnansicht der Ablaßschraube in Richtung des Pfeils IX von Figur 8;

Fig.10 eine Stirnansicht des Schuhs der Vorrichtung von Figur 1, gesehen in Richtung des Pfeils X von Figur 11;

Fig.11 einen Schnitt an der Linie XI-XI von Figur 10; Fig.12 eine Stirnansicht des Abstandshalters von Figur 1; und Fig.13 einen Schnitt an der Linie XIII-XIII von Figur 12.

Die in den Zeichnungen dargestellte Vorrichtung ist eine Walze 21 mit einer Welle 23, einem Walzenmantel 25 und eine Druckanlegeeinrichtung 27.

Die Welle 23 besitzt einen kreisförmigen Querschnitt und an ihren Enden jeweils eine Lagerfläche 31 bzw. 33, so daß sie in (nicht gezeigten) Lagern drehbar gelagert und angetrieben werden kann. Die Welle 23 besitzt an dem Ende, welches der Lagerfläche 31 benachbart ist, eine Schulter 35, gegen welche der Walzenmantel 25 in Anlage gebracht werden kann. In der Gegend des Endes, welches der Lagerfläche 33 benachbart ist, ist der Durchmesser der Welle verringert. Auf diesem Teil mit verringertem Durchmesser und in Nachbarschaft zum zentralen Teil 37 der Welle 23 sind Ringnuten 39 und 41 (Figur 2) vorgesehen, in welchen Dichtungsringe 43 bzw. 45 angeordnet sind. An dem der Lagerfläche 33 benachbarten Ende besitzt die Welle 23 ein Gewinde 47.

Typische wesentliche Abmessungen der Welle 23 in mm sind die folgenden (Figur 2):

Durchmesser der Schulter 35: 311,15 Länge der Schulter 35: 50,30

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Durchmesser des zentralen Teils 37: 235,26 - q'oOO Länge des zentralen Teils: 457,20 Übergang zum Bereich mit verringertem Durchmesser:

Verjüngung 1,25 x 45°

Abkantung 6,35
verringerter Durchmesser: 209,52 * q'o25 Länge der Schulter zur Ringnut 41: 13,46 Länge der Schulter zwischen den Ringnuten 39 und 41: 9,14 Weite der beiden Ringnuten 39 und 41: 14,71 Iq*000 Durchmesser der beiden Ringnuten 39 und 41:197,46 Iq Länge der Schulter von der Ringnut 39: 8,31 Übergang zum Gewinde 47:

Verjüngung 1,25 x 45°

Radius 6,35

Länge des Gewindes: 47,00

Type des Gewindes - ACME - 2 1/2 Wdg./25,4 mm nominaler Durchmesser des Gewindes: 206,76 Hauptdurchmesser des Gewindes: 206,50 Gewindehöhe: 201,42
Tiefe des Gewindes: 5,03
Steigung des Gewindes:10,16
Verjüngung des Gewindes: 29°
Durchmesser der Lagerflachen 31 und 33: 190,50 __c Gesamtlänge der Welle 23: 622,30 ± 0,127

Typischerweise besteht die Welle 23 aus einer Cr-Wi-Mo-Stahllegierung (AISI-4340), die abgeschreckt und auf eine Brinnel-Härte von 350 getempert ist. SolcherStahl besitzt eine Elastizitäts-

grenze bei 0,2% bei einem Zug von 10220 kg/cm .

Der Walzenmantel 25 umfaßt eine Hülse 51 aus Wolframcarbid, die auf den zentralen Teil 37 der Welle 23 aufgeschrumpft ist, und zwar etwa in der Mitte des zentralen Teils 37. Der Mantel 51 (Figur 1) besitzt seitliche Verjüngungen, derart, daß seine Länge in Richtung auf die Welle hin zunimmt. Die Verjüngung beträgt

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4° 46', wie dies auch bei der Vorrichtung der US-PS 4 008 598 der Fall ist. An der Außenfläche besitzt die Hülse 51 typischerweise eine Länge von 110,87 mm. An der Hülse 51 liegen Abstandshalter 53 und 55 aus Stahl an. Diese Abstandshalter 53 sind entgegengesetzt zur Hülse 51 verjüngt, wie dies auch in der US-PS 4 008 598 angegeben ist. An der Außenfläche besitzt jeder Abstandshalter typischerweise eine Länge von 44,45 mm. An den Abstandshaltern 53 und 55 liegen wiederum Abstandshalter 57 bzw. 59 aus Stahl an, die sich entgegengesetzt zu den Abstandshaltern 53 und 55 verjüngen. An ihrer Außenfläche besitzen sie typischerweise eine Länge von 103,71 mm. Am Abstandshalter 57 liegt ein Abstandshalter 61 aus Stahl an, der auf der anderen Seite an der Schulter 35 anliegt. Der Abstandshalter 61 ist an der zum Abstandshalter 57 anliegenden Seite entgegengesetzt zum Abstandshalter 57 verjüngt. Die Länge an der Außenfläche des Abstandshalters 61 wird durch die Länge der anderen Abstandshalter und anderen Bauteile sowie die Gesamtlänge des zentralen Teils 37 der Welle 23 bestimmt. Die Abstandshalter 53 bis 61 sitzen mit einem leichten Gleitsitz auf der Welle, und zwar ähnlich wie dies in der US-PS 4 008 598 angegeben ist.

Die Druckanlegeeinrichtung 27 besitzt zusätzlich zu Dichtungsringen 43 und 45 einen ringförmigen Schuh 71, einen Druckring 73» eine Mutter 75, einen Abstandshalter 77 und einen zusätzlichen Dichtungsring 79 (Figur 1).

Der ringförmige Schuh 71 besitzt einen ringförmigen Körper 81 und einen Flansch 83.Eine Seitenfläche 85 des Schuhs 71 liegt an einer Seitenfläche des Abstandshalters 59 an und ist entgegengesetzt su dieser Fläche verjüngt. Die Verjüngung ist derart, wie sie in der Us-PS 4 008 598 (für Schuh 43, Figur 8) beschrieben ist. Der Körper 81 des ringförmigen Schuhs 71 besitzt eine Ringnut 86 (Figur 11), in welcher ein Dichtungsring 79 angeordnet ist» Typische Abmessungen des ringförmigen Schuhs in mm sind wie folgts

Gesamter Außendurchmesser des Flansches 831 311»15 gesamter Außendurchmesser des Körpers 81 % 266,65 *q

maximaler Innendurchmesser des Flansches 83: 235,36 In'000 Innendurchmesser des Körpers 81: 209,58 Iq'000 Übergang vom Innendurchmesser des Flansches 83 zum Innendurchmesser des Körpers 81:

Verjüngung 0,76 χ 45°

Abkantung 0,32R

Verjüngung 1,52 χ 30°
äußere Länge des Flansches 83: 14,56 maximale Gesamtlänge des Schuhs: 40,64 Breite der Ringnut 79: 12,07 Iq'000 Durchmesser an der Basis der Ringnut 86: 254,61 Iq minimale Länge des Körpers 31: 21,84 Bogen zwischen der äußeren Kante des Schlitzes 87 und dem äußeren Rand des Körpers 31: 0,19R, Tiefe 4,57.

Der Schuh 71 sitzt mit einem leichten Gleitsitz auf dem Teil mit verringertem Durchmessers der Welle 23. Es ist darauf hinzuweisen, daß der Außendurchmesser der Schultern 87 und 89 (Figur 2) dieses Teils der Welle, auf welcher der ringförmige Schuh 71 sitzt, 209,52 -0*025 ¹^¹¹ beträgt, während typischerweise der Innendurchmesser des Körpers 81, der auf diesen Schultern sitzt, 209,58 IqOoO ^mm beträg

Der Druckring 73 besitzt einen L-förmigen Querschnitt mit einem Längsbalken 91 und einem Querbalken 93· Der Druckring besitzt außerdem ein Rückschlagventil (Figuren 5 bis 7) und eine Ablaßschraube 97 (Figuren 8 und 9). Das Rückschlagventil 95 besitzt in einer Bohrung 99 im Druckring 73· Die Bohrung geht durch den Rand des Druckrings 73 hindurch und erstreckt sich tangential zum Längsbalken 91. Die Bohrung 99 mündet in einen Kanal 100, der seinerseits in ein axiales Loch 101 im Längsbalken 91 in der Nähe des Querbalkens 93 mündet. Das axiale Loch 101 öffnet sich zu einer Seitenfläche des Längsbalkens 91. Die Ablaßschraube 97 ist in eine Ablaßöffnung 103 im Druckring 73 eingeschraubt. Diese Ablaßöffnung geht radial durch den Rand des Druckrings 73 hindurch. Die Ablaß-

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öffnung 103 ist mit einem axialen Loch 105 verbunden, das sich zu einer Seitenfläche des Längsbalkens 91 öffnet.

Der Druckring 73 besitzt typischerweise die folgenden Abmessungen in mm:

Gesamtdurchmesser: 311,15

Innendurchmesser des Querbalkens 93: 266,73 Iq'oOO Verjüngung ^{von der} äußeren Seitenfläche zur inneren Seitenfläche des Querbalkens: 0,051 je 19,050 Länge Verjüngung an der Spitze des Querbalkens 93'· 2,03 Tiefe χ 30°

Abkantung am Zusammenstoß des Längsbalkens 91 und des Querbalkens 93: 0,16R
Gesamtlänge: 57,15

Stärke des Längsbalkens 91: 34,80

+0 02¹S Innendurchmesser des Längsbalkens 91: 209,58 n'noo

Verjüngung des inneren Rands des Längsbalkens 91: 1,52 Tiefe χ 30°

Abstand zavischen der Achse des Druckrings 73 zu den Mittelpunkten der Bohrung 99, des Kanals 100 und des axialen Lochs 101, wobei der Mittelpunkt von 101 auf der Achse des Kanals 100 liegt: 127,00 Abstand zwischen der Achse des Druckrings 73 zum Mittelpunkt des axialen Lochs 105: 127,00 axiales Loch 101: 4,75 (Bohrung) χ 19,05 (Tiefe) Abstand zwischen der äußeren Seitenfläche des Druckrings 73 zur Mittellinie der Ablaßöffnung 103: 17,27 axiales Loch 105: 3,18 (Bohrung) χ 17,78 (Tiefe)

Der Druckring 73 wie auch der Schuh 71 sind satt auf der Welle 23 gleitbar. Der typische Außendurchmesser der Schultern B9 und 109 der Welle 23 ist 209,52 Zn 02^ ^¹^ ^^er "typis^e Innendurchmesser

4-0 ΩΡ'ί

des Längsbalkens 91 ist 209,57 Iq OOO ^xm'

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Da das Fluid durch den Druckring 73 eingeführt wird, hat er diese Bezeichnung erhalten. Wie bereits festgestellt, kann aber das Fluid auch durch die Welle 23 eingeführt werden, d.h. durch eine axiale und radiale Bohrung in der Welle. Das Fluid kann aber auch durch den ringförmigen Schuh 71 eingeführt werden. Am besten werden der Druckring 73 und der ringförmige Schuh 71 als 'zusammenarbeitende Teile" bezeichnet.

Die Bohrung 99 (Figuren 3, 3B) ist so ausgeführt, daß sie das Rückschlagventil 95 (Figur 6) aufnehmen kann. Die Bohrung 99 besitzt eine Eingangsschulter 111, ein Gewinde 113, in welches das Rückschlagventil 95 eingeschraubt ist, und eine Ringnut 115, in welche das Gewinde 113 ausläuft.

Typische Abmessungen der Bohrung 99 (Figur 3B) in mm sind wie folgt:

Gesamtdurchmesser: 23,65 - 0,076 Abstand zwischen Eingang zur Schulter 111: 1,17 Iq'oOO Außendurchmesser des Gewindes 111: 22,50 Iq'oOO Gewinde: 22,23 - 9 UNC

Durchmesser der Ringnut 115: 23,32 Breite der Ringnut 115: 3,05

Abstand zwischen dem seitlichen Ende der Ringnut bis zum Kanal 100: 12,19

Abstand zwischen der Schulter 111 bis zum Mittelpunkt des axialen Lochs 101: 53,98

Abstand zwischen der Schulter 111 und dem Kanal 100:

46 75 ⁺⁰»⁰²5
^4b»^ -0,000

Verjüngung der Schulter 111: 0,76 χ 45° Kanal 100: 4,75 (Bohrung) χ 9,65 (Tiefe)

Die Ablaßöffnung 103 (Figur 3A) besitzt eine Eingangsschulter 121 und eine Ringnut 123 für einen Schnappring (nicht gezeigt), an welchem die Ablaßschraube 97 sitzt. Die Ablaßöffnung endet in einem Gewindeloch 127 mit verringertem Durchmesser für die Aufnahme des Schraubengewindes 129 am Ende der Ablaßschraube 97.

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Typische Abmessungen der Ablaßöffnung 103 in mm sind wie folgt:

gesamte Länge: 31,75

Länge des oberen Teils der Spitze der Schulter 21: 17,27 verjüngte Eingangsschulter 121: 0,76 χ 45° !Durchmesser des oberen Teils 131 unterhalb der Schulter 191· 11 1O ⁺O,U25

i^i. τι,iu __0>000

Durchmesser der Ringnut 123: 11,71 - 0,051 Breite der Ringnut 123; 0,63 - 0,051 Schulterübergang zum Gewinde 127: 0,76 χ 45° Länge des oberen Teils 131 unterhalb der Ringnut 123:

11,10

Gewinde 127: 7,93 - 24 IMF-Top

Das Rückschlagventil 95 (Figuren 5, 6 und 7) besitzt einen Block 141 mit kreisförmigem Querschnitt. Dieser Block 141 kann in die Bohrung 99 eingeschraubt werden. Der äußere Teil 143 des Blocks 141 geht mittels einer 45°-Schulter zu einem inneren Teil 145 über, der im inneren Teil 149 der Bohrung 99 sitzt. Der äußere Teil 143 besitzt ein Außengewinde 151, so daß er in das Gewinde 113 der Bohrung 99 eingeschraubt werden kann. Der äußere Teil besitzt eine hexagonale Öffnung 153 für die Aufnahme eines Schraubenschlüssels, so daß er in das Gewinde 113 eingeschraubt werden kann. In Richtung nach innen abgerückt von der hexagonalen Öffnung ist der Block 141 so ausgebildet, daß er den Kopf eines Parker-Stopfens (Parker hollow-hex-head plugj nicht dargestellt) aufnehmen kann. Für diesen Zweck besitzt der äußere Teil 143 des Blocks 141 eine Ringnut 155, die mit einer zylindrischen Ausnehmung 157 für den Kopf des Stopfens in Verbindung steht. Eine sich verjüngende Öffnung 159 erstreckt sich von der Ausnehmung 157 zu einer Bohrung 161 mit einem Gewinde 163, in welches der Parker-Stopfen eingeschraubt werden kann. Der Parker-Stopfen besitzt unterhalb seines Kopfs einen (nicht dargestellten) 0-Ring, der eine Abdichtung gegenüber der sich verjüngenden Öffnung 159 abgibt» Außerdem xvird der Parker-Stopfen durch einen Federring (nicht dargestellt) festgehalten, der in die Ringnut 155 einschnappt. D©r Parker-Stopfen

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sichert nach seiner Einführung die Öffnung gegen einen Bruch des Ventils ab, nachdem Druckmedium durch das Rückschlagventil eingeführt worden ist. Die hexagonale Öffnung 153, der Schlitz 155, die Ausnehmung 157, die Öffnung 159 und die Öffnung 101 sind symmetrisch zur Achse des Blocks 141 angeordnet.

Der innere Teil 145 des Blocks 141 besitzt eine Ringnut, in welcher ein Dichtungsring 171 (Figur 7) sitzt. Dieser Ring 171 kann von der Greene & Tweed of New Wales, Pennsylvania, bezogen werden. Er besitzt einen Ring 173 von etwa T-förmigem Querschnitt, welcher aus einem elastomeren Material, wie z.B. Gummi, besteht. Zur Verwendung bei Raumtemperatur ist Buna-N-Latex geeignet. Bei hohen Temperaturen, beispielsweise bei 260⁰C, muß ein hochtemperaturbeständiges Material verwendet werden, wie z.B. Viton-Latex. Der Ring 173 sitzt zwischen zwei Stützringen 175, die typischerweise aus einer Nylon-Masse bestehen. Diese Stützringe unterdrücken die Verformung des elastomeren Rings 173. Der innere Teil 145 besitzt in der Nase außerdem eine Ringnut. In dieser Ringnut ist ein Dichtungsring 176 angeordnet, der sich aus einem Elastomerring 177 mit L-förmigem Querschnitt und einem diesen umgebenden Stützring 179 aus einer Nylon-Masse zusammensetzt.

Von der Bohrung 161 geht eine zentrale Bohrung 181 mit kreisförmigem Querschnitt aus, die in eine Bohrung 183 mit kreisförmigem Querschnitt und größerem Durchmesser als die Bohrung 181 übergeht. Ein Sitz 185 für ein Kugelventil 187 ist an der Grenze zwischen der Bohrung 181 und der Bohrung 183 vorgesehen. Die Kugel 187 wird durch eine Feder 189 gegen den Sitz 185 gedrückt. Die Feder liegt dabei an einem Federhalter 191 mit einer zentralen Öffnung 193 an. Diese Öffnung 193 steht mit dem Kanal 100. und dem axialen ^Loch 101 im Druckring 73 in Verbindung. Ein ringförmiger Bereich 195 am inneren Teil 145 ist umgebördelt, um den Federhalter 191 festzuhalten .

Das Rückschlagventil 95 ist so dimensioniert, daß es in die Bohrung 99 des Druckrings paßt und daß das Rückschlagventil 95 leck-

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frei in der Bohrung 99 sitzt, wenn unter hohem Druck stehendes Fluid durch das Rückschlagventil in den Kanal 100 und das axiale Loch 101 eingeführt wird. Die Verbindungen zwischen dem Rückschlagventil 95 und der Bohrung 99 sind auch so fest ausgeführt, daß sie den Druck aushalten, der sich aufbaut, wenn der Parker-Stopfen in die Bohrung 161 eingeschraubt wird.

Die Ablaßschraube 97 (Figuren 8 und 9) besitzt einen Kopf 201 und einen Gewindekörper 203, der sich ausgehend vom Kopf 201 erstreckt. Das Gewinde des Körpers 203 paßt in das Gewinde 127 in der Ablaßöffnung 103. Der Kopf 201 besitzt eine zentrale hexagona-Ie Öffnung 205 für die Aufnahme eines Schraubenschlüssels, so daß die Ablaßschraube 97 in die Ablaßöffnung 103 eingeschraubt werden kann. Der Kopf 201 besitzt außerdem eine Ringnut, in welcher ein Dichtungsring 207 sitzt. Dieser Dichtungsring 207 besitzt einen elastomeren Ring 209 von umgekehrt T-förmigem Querschnitt, der von zwei Stützringen 211 aus einer Nylon-Masse gestützt wird. Die Ablaßschraube 97 ist so dimensioniert, daß sie in die Ablaßöffnung 103 eingeschraubt v/erden kann, derart, daß eine Abdichtung zwischen der Schraube 97 und der Ablaßöffnung 103 erhalten wird, wenn hoher Druck angelegt wird.

Das Rückschlagventil 95, einschließlich des Parker-Stopfens, und die Ablaßschraube 97 sind so konstruiert, daß sie die Vorrichtung gegen den Austritt von Fluid schützen, wenn nur ein Teil des Fluids abgelassen wird. Wenn das Fluid vollkommen oder zu einem überwiegenden Teil abgelassen wird, dann können das Rückschlagventil und die Ablaßschraube eine weniger komplizierte Bauweise aufweisen oder sogar weggelassen werden. Beispielsweise kann das Fluid nur durch eine Öffnung eingeführt werden, wie z.B_o die Ablaßöffnung 103, ohne daß irgendwelche Ventile in dieser Öffnung vorhanden sind. Der Druck wird dann durch die Pumpen aufrechterhalten, welche das Fluid zuführen. Wenn diese Pumpen einmal nach dem Einfügen des Abstandshalters 77 abgeschaltet werden, wird der Druck des Mediums automatisch entspannt.

Die Mutter 75 besitzt ein Innengewinde, so daß sie auf das Gewinde 47 (Figuren 2, 2A) am Ende der Welle 23 aufgeschraubt werden kann. Diese Mutter ist um ihren Umfang mit mehreren Feststellschrauben (nicht gezeigt) mit Einsätzen (nicht gezeigt) aus einer Nylon-Masse versehen, so daß sie auf die "Welle 23 aufgeschraubt werden kann. Die Mutter 75 ist so dimensioniert, daß sie die Bewegung der Druckanlegeeinrichtung 27 auf der Welle 23 vom Walzenmantel 25 aus gesehen nach außen verhindern oder beschränken kann.

Der Abstandshalter 77 (Figuren 12, 13) besteht aus zwei halbkreisförmigen Halbringen 221, 223. An einem Ende sind die Halbringe durch ein Verbindungsglied 225' miteinander verbunden, welches einem Verbindungsglied einer Fahrradkette ähnlich ist. Ein Auge 227 dieses Verbindungsglieds 225 ist an einem Stift 229 befestigt, der vom Halbring 221 absteht. Das andere Auge 231 ist drehbar auf einem Stift 233 befestigt, der vom Halbring 223 absteht. Der Halbring 223 kann sich somit um den Stift 233 drehen, so daß der Abstandshalter 77 geöffnet werden kann. Am anderen Ende, das also 180° vom ersten Ende entfernt ist, besitzt der Halbring 223 ein Verbindungsglied 235, dessen eines Auge 237 an einem Stift 239 befestigt ist, der vom Halbring 223 absteht. Der Halbring 221 ist mit einem Stift 241 versehen, in welchem das andere Auge 243, das einen Schlitz 245 aufweist, paßt, um den Abstandshalter 77, nachdem mit ihm ein Körper umgeben worden ist, geschlossen werden kann. Anstelle der eben beschriebenen Verbindungskonstruktion, insbesondere in solchen Fällen, in denen die Welle 23 vertikal verläuft, könnte der Abstandshalter aus zwei aneinanderliegenden Halbringen oder aus mehreren Segmenten eines Rings hergestellt sein. Der Druck würde die Segmente zusammenhalten.

Typische wesentliche Abmessungen eines Abstandshalters 77* wie er gemäß der Erfindung verwendet wird, sind in mm wie folgt:

Äußerer Durchmesser: 311,15
innerer Durchmesser: 273,30
Stärke: 6,86

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Verjüngung entlang der seitlichen Oberfläche 251 des Abstandshalters 77: 0,051 je 19,05 Länge Abschrägung 253: 55 _qO

Beginn der Abschrägung 253: 4_S57 von der seitlichen Oberfläche 255

In typischer Weise sind der ringförmige Schuh 71, der Druckring 73, die Mutter 75 und der Abstandshalter 77 jeweils aus einem Werkzeugstahl AISI 3345 hergestellt, der abgeschreckt und auf eine Brinell-Härte von 350 getempert ist. Dieser Stahl ist fest und zäh und besitzt eine Elastizitätsgrenze bei 0,25-6 und bei ungefähr 10220 kg/cm

Die Druckanlegeeinrichtung 27 wird zunächst auf die Welle 23 aufgebracht, wobei der ringförmige Schuh 71 am Abstandshalter 59 zu liegen kommt. Der Druckring 73 wird dann neben dem ringförmigen Schuh 71 angeordnet, wobei der Querbalken 93 (L-förmiger Querschnitt) an die äußere Oberfläche des ringförmigen Körpers 81 des ringförmigen Schuhs 71 zu liegen kommt, wobei sich der Längsbalken 91 entlang der radialen Fläche des Körpers 81 erstreckt. Die Mutter wird dann auf die Welle aufgeschraubt, bis sie am Druckring 73 anliegt.

Wenn die Druckanlegeeinrichtung 27 auf diese Weise zusammengebaut worden ist, dann befindet sich eine ringförmige schlitzartige Kammer 261 zwischen dem Körper 81 des ringförmigen Schuhs 71 und dem Längsbalken 91 sowie ein Zwischenra_um 263 zwischen dem Ende des Querbalkens 93 desDruckrings 73 und dem Plansch 83. Diese Kammer 261 steht mit dem axialen Loch 101 und durch dieses Loch mit dem Kanal 100, in welchem sich das Rückschlagventil 95 befindet, in Verbindung. Die Kammer 261 steht außerdem mit dem axialen Loch und durch dieses mit der Ablaßöffnung 103 in Verbindung. Typischerweise besitzt die Kammer 261 eine Breite von 1,41 mm und der Zwischenraum 263 eine Breite von 6,24 mm» Zu diesem Zeitpunkt ist der Abstandshalter 77 nicht im Zwischenraum vorhanden. Er paßt auch nicht hinein. Die Ablaßöffnung 103 wird durch die Ablaßschrau-

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be 97 verschlossen. Die Kammer 261 ist durch Dichtungsringe 43, 45 und 79 abgeschlossen. Jeder Dichtungsring besteht aus einem elastomeren Ring 265 mit umgekehrt T-förmigem Querschnitt und aus Stützringen 267 aus einer Nylon-Masse, um das Elastomer zu stützen.

Um einen seitlichen Druck auf den Walzenmantel 25 auszuüben, wird Fluid durch das Rückschlagventil 95 in die Kammer 261 eingeführt. In der Kammer baut sich ein hoher Druck auf, wobei die Welle 23 unter Zug gesetzt wird und sie sich dehnt. Der ringförmige Schuh 71 und der Druckring 73 werden auseinandergedrückt, wobei sich der Zwischenraum 263 vergrößert, typischerweise um ungefähr 6,91 mm. Der Abstandshalter 77 (6,36 mm) wird dann um das Verbindungsglied 225 auseinandergeschlagen, in den Zwischenraum 263 eingeführt, worauf das Verbindungsglied 235 geschlossen wird. Hierauf wird die Ablaßschraube 97 entfernt, wobei das Fluid teilweise oder vollständig aus der Kammer 261 ausströmt. Die Welle 23, die als starke Feder wirkt, übt dann einen seitlichen Druck auf die Wolframcarbid-Hülse über den Abstandshalter 77, der unter hohem Druck steht, aus.

Typischerweise beträgt der äußere Durchmesser der Kammer 261 263,25 mm, während ihr innerer Durchmesser typischerweise 209,53 mm beträgt. Die Fläche der Wandungen der Kammer 261 zwischen dem ring-

2 förmigen Schuh 71 und dem Druckring 73 beträgt 213,13 cm . Somit ist bei einem über das Rückschlagventil 95 angelegten Druck von

730 kg/cm der Schub 150,45 t. Bei einem angelegten Druck von

803 kg/cm beträgt der Schub 165,96 t und bei einem angelegten

Druck von 876 kg/cm beträgt der Schub 130,55 t.

Der Durchmesser der Welle 23, auf welche der Druck angelegt ist, beträgt 209,52 mm. Die Querschnittsfläche ist deshalb 344,79 cm . Wenn an die Welle eine Spannung von 181,6 t angelegt wird, dann beträgt die Beanspruchung ungefähr 547 kg/cm , was gut innerhalb der Elastizitätsgrenze von 0,2% liegt. Die Welle 23 wird also innerhalb ihrer elastischen Grenze beansprucht und kann eine hohe Rückfederungskraft hervorrufen.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

( 1.ΊDruckanlegevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Teile aufweist: einen Körper mit einem elastischen Träger, ein Teil, welches auf dem Träger angeordnet ist, wobei ein Spalt zwischen dem Teil und dem Körper besteht, der von außerhalb des Körpers und des Teils zugänglich ist, eine Einrichtung zur Beschränkung der Bewegung des Teils auf dem Träger, eine Einrichtung, die mit dem Körper und dem Teil verbunden ist und mit der Druck zwischen dem Teil und dem Körper angelegt werden kann, so daß der Träger unter Vergrößerung der Breite des Spalts elastisch gedehnt wird, worauf nach Verringerung des angelegten Drucks der Träger sich elastisch zusammenzieht und dabei die Breite des Spalts verringert, einen Abstandshalter mit einer Breite, die größer ist als die verringerte Breite des Spalts, die aber kleiner ist als die vergrößerte Breite des Spalts, wobei der Abstandshalter in den Spalt eingefügt wird, nachdem die Breite des Spalts vergrößert worden ist und einen Druck auf den Körper ausübt, wenn die Breite des Spalts verringert ist, wobei die Druckanlegevorrichtung eine geschlossene Kammer zwischen dem Teil und dem Körper aufweist und außerdem eine Einrichtung besitzt, durch welche Medium in die Kammer eingeführt werden kann, um einen Druck zwischen dem Teil und dem Körper aufzubauen, und durch welche Medium aus der Kammer abgelassen werden kann, um den Druck zu verringern.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein zweites Teil, das zwischen dem in Anspruch 1 genannten ersten Teil und dem Körper angeordnet ist, wobei die Kammer zwischen dem ersten Teil, dem zweiten Teil und dem Träger gebildet wird und durch Oberflächen des ersten Teils und des zweiten Teils und dem Träger begrenzt ist, wobei der Spalt zwischen dem ersten und dem zweiten Teil ausgebildet ist.

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ORIGINAL INSPECTED
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger einen kreisförmigen zylindrischen Querschnitt aufweist, daß das erste und das zweite Teil ringförmig sind und koaxial auf dem Träger in Längsrichtung beweglich angeordnet sind, die Kammer ringförmig und koaxial zum Träger ausgebildet ist, der Spalt ringförmig und koaxial um den Träger ausgebildet ist und der Abstandshalter ringförmig ausgebildet ist und der Druck axial auf dem Träger liegt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer durch eine erste Dichtungseinrichtung zwischen dem Träger und dem ersten Teil, eine zweite Dichtungseinrichtung zwischen dem Träger und dem zweiten Teil und eine dritte Dichtungseinrichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Teil abgedichtet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer durch eine erste ringförmige Dichtung zwischen dem Träger und dem ersten Teil, eine zweite ringförmige Dichtung zwischen dem Träger und dem zweiten Teil und eine dritte ringförmige Dichtung zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil abgedichtet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus einer Walze für ein Walzwerk und der Träger aus einer Welle, auf welcher die Walze befestigt ist, besteht, daß das Teil auf der Welle seitlich der Walze angeordnet ist, daß die Kammer zwischen dem Teil, der Walze und der Welle ausgebildet und durch Oberflächen des Teils, der Walze und der Welle gebildet ist, daß der Spalt zwischen der Walze und dem Teil seitlich der Walze ausgebildet ist, so daß bei eingelegtem Abstandshalter in dem vergrößerten Spalt und bei vollständig oder teilweise abgelassenem Medium der Abstandshalter einen seitlichen Druck auf die Walze ausübt, um eine Drehung

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in bezug auf die Walze zu verhindern.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer eine ringförmige Kammer ist, die sich radial von der Welle zu einer Grenze, die innerhalb der äußeren Oberfläche des Teils liegt, erstreckt, und daß der Spalt ein ringförmiger Spalt ist, der durch die seitlichen Flächen des Teils und der Walze ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer durch einen ersten Dichtungsring zwischen der Welle und dem Teil, einem zweiten Dichtungsring zwischen der Welle und der Walze und einem dritten Dichtungsring zwischen dem Teil und der Walze abgedichtet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil entlang des Trägers beweglich ist und daß die Welle auf einer Seite im Abstand von der Walze einen Anschlag aufweist, wobei der Anschlag in die Welle übergeht, derart, daß bei Zufuhr von Medium zur Kammer der Anschlag von der Walze weggedrückt wird und der Schuh gegen die Walze gedrückt wird.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze einen Walzenmantel und einen Schuh umfaßt, die beide auf der Welle angeordnet sind, daß der Schuh beim Anwenden von Druck sich seitlich des Walzenmantels anlegt, daß das Teil auf der Welle in der Nachbarschaft des Schuhs angeordnet ist, daß das Teil, der Schuh und die Welle die Kammer zwischen ihren Flächen bilden, daß das Teil und der Schuh den Spalt zwischen ihren Flächen definieren, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die den Schuh und das Teil und die Welle verbinden, so daß die Kammer abgedichtet ist, daß das der Kammer zugeführte Medium einen Druck zwischen dem

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Teil und dem Schuh ausübt, um die Breite des Spalts zu erhöhen und daß beim Ablaufen des Mediums mindestens teilweise die Breite des Spalts verringert wird, daß der Druck des Abstandshalters in dem Spalt einen Druck auf den Schuh ausübt, so daß der Schuh einen seitlichen Druck auf den Walzenmantel ausübt, um eine Drehung der Walze relativ zur Welle zu verhindern.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil einen L-förmigen Querschnitt mit einem Längsbalken und einem Querbalken aufweist und daß der Schuh einen Körper und einen Flansch besitzt, wobei die Kammer zwischen der sich radial erstreckenden inneren Oberfläche des Körpers des Schuhs und der radial sich erstreckenden inneren Oberfläche des Längsbalkens des Teils und der Welle ausgebildet ist und daß der Spalt zwischen der sich radial erstreckenden äußeren Oberfläche des Querbalkens des Teils und der sich radial erstreckenden äußeren Oberfläche des Flansches des Schuhs ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die sich um den Umfang erstreckenden Oberflächen des Körpers des Schuhs und des Flansches des Teils aneinander anliegen und daß zwischen den beiden Flächen eine Dichtung angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die sich um den Umfang erstreckenden Oberflächen des Körpers und des Schuhs und des Flansches des Teils aneinander anliegen und daß eine Dichtung zwischen diesen Flächen angeordnet ist.