DE3614803A1 - Getriebe zum antrieb der walzen einer walzstrasse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe zum Antrieb der Walzen einer Walzstraße mit einer Anzahl von in Walzrichtung hintereinander angeordneten Walzgerüsten, bei dem an mehreren oder allen Abtriebswellen jeweils eine Planetengetriebestufe vorgesehen ist, welche aus einer Grund- und einer Zusatzdrehzahl die Abtriebsdrehzahl bildet, wobei gesonderte Zahnradgetriebebahnen zum Zuführen der Grund- und Zusatzdrehzahlen zu den Planetengetriebestufen vorgesehen sind, in deren Lagerhülsen sich die Planetengetriebestufen befinden.

Bei einem bekannten Getriebe dieser Art (DE-PS 30 01 343) sind die Planetengetriebestufen in den Stirnradlagerhülsen sowohl der Grund- als auch der Zusatzdrehzahlgetriebebahn angeordnet, und zwar zwischen den tragenden Außenwänden des in üblicher Weise geschlossen ausgebildeten Getriebegehäuses. Unter den tragenden Gehäusewänden sind jene zu verstehen, welche die Lagerkräfte aus den Zahnrädern und Wellen aufnehmen.

Bei dieser bekannten Bauart sind die Zahnräder beider Zahnradgetriebe­ bahnen über Wälzlager auf den zentralen Trägerwellen der Planetenge­ triebestufen gelagert, wobei diese zentralen Trägerwellen gleichzeitig als Planetenradträger und als Abtriebswellen dienen. Dadurch werden große Zahnkräfte auf die Trägerwellen übertragen, so daß diese in hohem Maße auf Biegung beansprucht werden. Dabei wirkt sich der relativ große Lagerabstand zwischen den tragenden Gehäusewänden ungünstig aus. Um ein Durchbiegen der Trägerwellen als Folge hiervon in engen Grenzen zu halten, so daß die Verzahnungen einwandfrei ineinandergreifen, ist man gezwungen, diese Trägerwellen ausreichend biegesteif auszubilden, das heißt, ihnen einen relativ großen Außendurchmesser zu geben. Infolgedessen läßt sich der kleinste Zahnraddurchmesser der Zahnradge­ triebebahnen nur relativ groß ausbilden, was den Walzgerüstabstand in unerwünschter Weise vergrößert und die möglichen Übersetzungsverhält­ nisse in den Zahnradgetriebebahnen spürbar einschränkt. Dies ist besonders für die Zahnradgetriebebahn der Zusatzdrehzahlen von Bedeutung. Darüberhinaus fordert die bekannte Bauart für die Durchführung der Montage zwei horizontale Teilfugen des Getriebegehäuses, was die Fertigung verteuert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das vorstehend beschriebene, bekannte Getriebe weiter zu entwickeln und zu verbessern, insbesondere ein einfacher ausgebildetes und besser montierbares Getriebe zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeweils nur eine Zahnradgetriebebahn, vorzugsweise die für die Grunddrehzahlen, zwischen tragenden Gehäusewänden des Getriebegehäuses und die zweite Zahnrad­ getriebebahn außenseitig an der den Walzgerüsten abgekehrten tragenden Gehäusewand angeordnet ist, wobei die Zahnräder der Zahnrad­ getriebebahnen auf stillstehende, in den Nabenbereich der Zahnräder vorragende Lagerhülsen gelagert sind, die in Bohrungen oder an Flanschflächen der tragenden Gehäusewände befestigt sind. Die Lagerhülsen nehmen dabei die, insbesondere durch die Zahnkräfte entstehenden Beanspruchungen auf und leiten sie direkt zu den tragenden Gehäusewänden des Getriebegehäuses, ohne weitere Bauteile zu belasten. Dies ist besonders bei solchen Walzstraßen von Vorteil, die eine relativ große Anzahl von Walzgerüsten besitzen, wie dies zum Beispiel bei Streckre­ duzierwalzstraßen für Rohre der Fall ist. Bei solchen Walzstraßen können im Bereich der Antriebsmotoren die Zahnkräfte besonders hohe Werte erreichen, weil die Antriebsleistung für eine große Anzahl von Walzgerüsten an einer Stelle eingespeist und von dort aus verteilt wird.

Erfolgt die Lagerung der Zahnräder der Zahnradgetriebebahnen in der erfindungsgemäßen Weise, dann werden die innenliegenden Teile der Planetengetriebestufen in vorteilhafter Weise von allen Beanspruchungen freigehalten, die sich aus den Zahnkräften der Zahnradgetriebebahnen ergeben. Dies ermöglicht wiederum die Durchmesser aller Teile der Planetengetriebestufen kleiner zu bemessen, da sie nicht mehr den hohen Biegebeanspruchungen aus den Zahnradgetriebebahnen ausgesetzt sind. Infolgedessen ist man in der Lage, den Abstand der Abtriebswellen und damit der Walzgerüste in der gewünschten Weise klein zu halten. Vor allem aber können die Zahnräder der Zahnradgetriebebahnen einen kleineren Durchmesser erreichen, so daß ein größeres Übersetzungsverhältnis in den Zahnradgetriebebahnen erzielt werden kann, was vor allem für die die Zusatzdrehzahlen übertragenden Zahnradgetriebebahnen vorteil­ haft ist.

Außerdem ermöglicht die erfindungsgemäße Lagerung der Zahnräder der Zahnradgetriebebahnen die Verwendung eines Getriebegehäuses ohne Teilfugen, was die Fertigung beträchtlich vereinfacht und verbilligt. Ferner vermeidet man hierdurch Verbiegungen der Planetengetriebestufen, wodurch ein einwandfreier Lauf aller Räder bei nur geringem Verschleiß erreicht wird. Ferner lassen sich bei der erfindungsgemäßen Lagerung die Planetengetriebestufen demontieren, insbesondere die Sonnen- und Planetenräder, die Sonnenradwellen sowie Planetenradträger heraus­ nehmen, ohne die relativ großen und schweren Zahnräder der Zahnrad­ getriebebahnen mit ausbauen zu müssen.

Besonders vorteilhaft ist es auch, jeweils nur eine einzige Zahnrad­ getriebebahn zwischen die tragenden Gehäusewände des Getriebegehäuses anzuordnen, weil hierdurch der Lagerabstand und damit die Biegebe­ anspruchungen der Zahnräder und Lagerhülsen erheblich verringert wird. Die Anordnung der zweiten Zahnradgetriebebahn, vorzugsweise die für die Zusatzdrehzahlen, außenseitig an der den Walzgerüsten abgekehrten tragenden Gehäusewand hat außer dem kurzen Lagerabstand und einem schmalen Getriebegehäuse den wesentlichen Vorteil, daß die dort mit besonders hoher Drehzahl umlaufenden Zahnräder gut zugänglich sind. Diese Zahnräder werden nur mit einer öldichten Haube abgedeckt, die leicht abnehmbar ist. In diesen Bereich außerhalb des tragenden Getriebegehäuses ragen von den Planetengetriebestufen nur noch die Sonnenradwellen hinein, die ein nur geringes Drehmoment zu übertragen haben, weil sie wegen der großen Übersetzungsverhältnisse der Planeten­ getriebestufen mit hoher Drehzahl umlaufen. Infolgedessen ist der Durchmesser der Sonnenradwellen gering. Deshalb und weil die Planeten­ radträger der Planetengetriebestufen nicht bis in diesen Bereich außerhalb des Getriebegehäuses reichen, können die Zahnräder der außenseitig angeordneten Zahnradgetriebebahnen sehr viel kleinere Durchmesser erhalten, als dies bei der bekannten Bauart möglich war. Somit können weitaus größere Übersetzungsverhältnisse im Bereich dieser Zahnradgetriebebahn erzielt werden, was beispielsweise bei einer Streckreduzierwalzstraße für Rohre den Regelbereich des Streckgrades erheblich vergrößert.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die in Bohrungen der tragenden Gehäusewände befestigten Lagerhülsen mittels an sich bekannter Kegelspannhülsen gehalten. Derartige Kegelspannhülsen ermöglichen nach dem Zusammenbau noch ein axiales Verschieben der Lagerhülsen in den Bohrungen der tragenden Gehäusewände, um das gewünschte Lagerspiel einzustellen. Ist dieses eingestellt, dann erlauben dieselben Kegelspannhülsen eine feste und spielfreie Verbindung der Lagerhülsen mit den Gehäusewänden, um das eingestellte Lagerspiel beizubehalten.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles dargestellt. In einem Getriebegehäuse (1) ist eine Zahnradgetriebebahn angeordnet, von der in der Zeichnung nur ein Zahnrad (2) erkennbar ist. Die übrigen Zahnräder dieser Zahnradgetriebebahn folgen in die Zeichnungsebene hinein, werden also von dem Zahnrad (2) verdeckt. Alle Zahnräder (2) dieser Zahnradgetriebebahn sind in gleicher Weise auf Lagerhülsen (3) über Wälzlager (4) gelagert. Die Lagerhülsen (3) sind in Bohrungen von zwei tragenden Gehäusewänden (5 und 6) in axialer Richtung eingeschoben und dort arretiert, nachdem das Lagerspiel der Wälzlager (4) durch entsprechendes axiales Verschieben der Lagerhülsen (3) eingestellt worden ist.

Zum Einstellen des Lagerspiels beziehungsweise zur Arretierung der Lagerhülsen (3) in den Gehäusewänden (5 und 6) zeigt die Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele. Im oberen Teil der Zeichnung wird ein Deckel (7) benutzt, der mit Hilfe von auf dem Umfang verteilten Schrauben (8) fest mit der Lagerhülse (3) verschraubt ist. Mit Hilfe weiterer Schrauben (9), die auf einem anderen Teilkreis ebenfalls auf dem Umfang gleichmäßig verteilt sind, wird der Deckel (7) mit der Gehäusewand (5) verschraubt. Ein ringförmiges Paßblech (10) von bestimmter Dicke zwischen Deckel (7) und Gehäusewand (5) sorgt dafür, daß der Deckel (7) und mit ihm die Lagerhülse (3) eine bestimmte axiale Position einnimmt, so daß das gewünschte Lagerspiel entsteht.

Eine weitere Möglichkeit ist unterhalb der vorstehend beschriebenen Teile dargestellt. Dort ist zwischen der Lagerhülse (3) und der Gehäusewand (5) eine Kegelspannhülse (11) angeordnet. Mit Hilfe von Druckölbohrungen (12 und 13) wird Öl zwischen die aufeinander liegenden Flächen der Kegelspannhülse (11) einerseits und der Gehäusewand (5) beziehungsweise der Lagerhülse (3) andererseits gepreßt, so daß ein Verschieben der Lagerhülse (3) und der Kegelspannhülse (11) in der Bohrung der Gehäusewand (5) möglich ist. Dieses Verschieben erfolgt mit Hilfe der Schrauben (14 und 15), von denen jeweils mehrere auf zwei Teilkreisen verteilt angeordnet sind. Zwei Schrauben (14), eingeschraubt in ein Gewinde des Deckels (7), drücken die Kegelspann­ hülse (11) in ihre Bohrung. Zwei andere nicht dargestellte Schrauben auf demselben Teilkreis, eingeschraubt in ein stirnseitiges Innenge­ winde der Kegelspannhülse (11) und geführt in einer Durchgangsbohrung des Deckels (7) können die Kegelspannhülse (11) wieder zurückziehen. Dasselbe Prinzip wird auch bei den Schrauben (15) angewandt, welche die Lagerhülsen (3) axial verschieben.

Das Zahnrad (2) der Zahnradgetriebebahn ist gleichzeitig auch Außenkranz der Planetengetriebestufe und zu diesem Zweck mit einer Innenverzahnung (16) versehen. Mehrere auf dem Umfang verteilte Planetenräder (17) greifen in diese Innenverzahnung ein. Die Planetenräder (17) sind auf Planetenradachsen (18) mit Hilfe von Wälzlagern (19) gelagert. Als Planetenradträger dient eine Welle (20), welche gleichzeitig die Abtriebswelle ist und in nicht dargestellter Weise mit einem ebenfalls nicht dargestellten Walzgerüst gekuppelt wird. Im Bereich der tragenden Gehäusewände (5 und 6) ist die Abtriebswelle (20) in Wälzlagern (21 und 22) gelagert, wobei das Lager (21) als Festlager und das Lager (22) als axial verschiebbares Loslager ausgebildet ist.

Von der zweiten Zahnradgetriebereihe ist in der Zeichnung wiederum nur ein Zahnrad (23) mit zugehörender verzahnter Büchse (24) zu erkennen. Der große Unterschied zwischen den Teilkreisdurchmessern des Zahnrades (23) und der Büchse (24) macht die große Übersetzung deutlich, welche bei dieser Zahnradgetriebebahn möglich ist. Das fest mit der Büchse (24) verbundene Zahnrad (23) ist mit Hilfe von Wälzlagern (25) auf einer Lagerhülse (26) gelagert, die außenseitig an der den nicht dargestellten Walzgerüsten abgekehrten, tragenden Gehäusewand (6) angeordnet ist. Auch die Lagerhülse (26) überträgt die Beanspruchungen aus der Zahnradgetriebebahn direkt auf die tragende Gehäusewand (6), ohne Teile der Planetengetriebestufe hiermit zu beaufschlagen. Die Lagerhülse (26) kann dabei in gleicher Weise befestigt werden, wie dies bei der Lagerhülse (3) bereits beschrieben worden ist.

Eine Nabe (27), die drehfest mit dem Zahnrad (23) und der Büchse (24) verbunden ist, besitzt eine Innenverzahnung (28), mit der sie in eine Außenverzahnung einer Sonnenradwelle (29) eingreift. Auch andere be­ kannte Übertragungsmittel sind zum drehfesten Kuppeln der Nabe (27) mit der Sonnenradwelle (29) denkbar. Die Sonnenradwelle (29) besitzt an ihrem anderen Ende das mit (30) bezeichnete Sonnenrad, welches mit den Planetenrädern (17) im Eingriff steht. Bei einer Anwendung des erfindungsgemäßen Getriebes als Antrieb für eine Streckreduzierwalz­ straße empfiehlt es sich, die Grunddrehzahl über die Zahnräder (2) und die Zusatzdrehzahl über die Zahnräder (23, 24) einzuspeisen und die Abtriebswelle (20) mit den Walzgerüsten zu kuppeln.

Als Schutz für die Zahnräder (23) und verzahnten Büchsen (24) dient eine dünnwandige Abdeckhaube (31), welche keine nennenswerten Kräfte aufnimmt. Sie sorgt vor allem dafür, daß kein Schmieröl nach außen abgespritzt wird und die Bedienungsmannschaft vor Unfällen geschützt ist.

Claims (2)

1. Getriebe zum Antrieb der Walzen einer Walzstraße mit einer Anzahl von in Walzrichtung hintereinander angeordneten Walzgerüsten, bei dem an mehreren oder allen Abtriebswellen jeweils eine Planetenge­ triebestufe vorgesehen ist, welche aus einer Grund- und einer Zusatzdrehzahl die Abtriebsdrehzahl bildet, wobei gesonderte Zahnradgetriebebahnen zum Zuführen der Grund- und Zusatzdrehzahlen zu den Planetengetriebestufen vorgesehen sind, in deren Lagerhülsen sich die Planetengetriebestufen befinden, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils nur eine Zahnradgetriebe­ bahn, vorzugsweise die für die Grunddrehzahlen, zwischen tragenden Gehäusewänden (5, 6) des Getriebegehäuses (1) und die zweite Zahnradgetriebebahn außenseitig an der den Walzgerüsten abgekehrten tragenden Gehäusewand (6) angeordnet ist, wobei die Zahnräder (2, 23, 24) der Zahnradgetriebebahn auf stillstehende, in den Nabenbereich der Zahnräder (2, 23, 24) vorragende Lagerhülsen (3, 26) gelagert sind, die in Bohrungen oder an Flanschflächen der tragenden Gehäusewände (5, 6) befestigt sind.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die in Bohrungen der tragenden Gehäusewände (5, 6) befestigten Lagerhülsen (3, 26) mittels an sich bekannter Kegelspannhülsen (11) gehalten sind.