DE3706577A1 - Bogenzahn-gelenkspindel - Google Patents
Bogenzahn-gelenkspindelInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Bogenzahn-Gelenkspindel für
Walzwerksantriebe mit auf den Enden der Spindelwelle
vorgesehenen Bogenverzahnungen aufweisenden Kupplungstref
fern und diese umgreifenden Innenverzahnungen der an der
Spindelwelle beidseitig über Stützkugeln und Druckstempel
abgestützten Anschlußhülsen und mit einer Ölumlaufschmie
rung, zu der ein mit einer Nut versehener Ölzufuhrring
gehört, der die Spindelwelle abgedichtet umfaßt und auf
dieser gegen axiale Verschiebung gesichert drehbar gelagert
ist, wobei die Nut durch mindestens eine radiale Bohrung in
der Spindelwelle mit mindestens einem Längskanal verbunden
ist, von dem aus die zu schmierenden und kühlenden Bogen
zahnkupplungen mit Öl versorgbar sind und bei der die
Bohrung des Längskanals im walzenseitigen Endbereich der
Spindelwelle einen vergrößerten Durchmesser zur Aufnahme von
durch Tellerfedern vorgespannten Druckstößeln aufweist, und
mit mindestens einem auf der Spindelwelle gelagerten
Ölabfuhr-Gehäuse, das die Bogenzahnkupplung und den Ölzu
fuhrring abgedichtet umgibt.
Durch die DE-PS 19 02 894 ist eine gattungsgemäße Bogenzahn-
Gelenkspindel bekannt geworden, die kleine Abstandsänder
ungen zwischen den anzutreibenden Walzen und dem Kammwalzge
rüst, wie sie zum Beispiel durch die sich ändernde Anstel
lung der Walzen entsprechend deren Verschleiß auftreten,
auszugleichen vermögen. Dieser axiale Ausgleich findet
zwischen der Innenverzahnung der Anschlußhülsen, deren Länge
entsprechend der maximal auftretenden axialen Verschiebung
gewählt ist und der Bogenverzahnung statt.
Sollen jedoch Walzen, bspw. mit einer konkav-konvexen Kontur
versehene Walzen axial verschoben werden, so können die
angetriebenen Walzenzapfen durchaus zusätzlichen axialen
Verschiebungen unterworfen werden, die von den Bogenzahn-Ge
lenkspindeln aufzunehmen sind. Zum Ausgleich derartiger Hübe
reichen die in der Bogenzahnkupplung vorsehbaren axialen
Spiele nicht mehr aus.
Die Ölumlaufschmierung nach der DE-PS 19 02 894 bewirkt
lediglich die Schmierung und Kühlung der beiden Bogenzahn
kupplungen. Weitere Reibstellen der Bogenzahn-Gelenkspindel
nach dieser Patentschrift sind nicht in die Ölumlaufschmie
rung einbezogen, so daß es an diesen Reibstellen zu großem
Verschleiß kommt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Bogenzahn-
Gelenkspindeln so auszubilden, daß diese beim Einsatz an
Walzgerüsten mit axial verschiebbaren Walzen, die eventuell
zusätzlich große Hübe in der Anstellung zurücklegen, eine
sichere Verbindung zwischen dem Antrieb und den anzutreiben
den Walzen sowie eine Schmierung und Kühlung aller Reib
stellen gewährleistet.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Spindelwelle in
mindestens einem der Kupplungstreffer drehfest axial
verschiebbar geführt ist, daß die Spindelwelle auf einer die
Stützkugel aufweisenden, axial vorgespannten Führungshülse
axial verschiebbar geführt ist, und daß der Längskanal als
zentraler Kanal ausgebildet ist, der mit Abzweigkanälen zur
Umlaufschmierung der Reibflächen zwischen den gegeneinander
axial verschiebbaren Elementen, den Stützkugeln und Druck
stempeln und den Bogenzahnkupplungen ausgestattet ist.
Werden die angetriebenen Walzen eines Walzgerüstes axial
verschoben, so wird die Abstandsänderung zwischen den
ortsfesten Kammwalzenzapfen und den verschobenen Walzenzap
fen durch die axiale Verschiebung zwischen dem Kupplungs
treffer und der Spindelwelle ausgeglichen. Die Bogenver
zahnung des Kupplungstreffers wird durch das axiale Ver
schieben der Walzen nicht in der Innenverzahnung der
Anschlußhülse axial verschoben. Damit die notwendigen
Drehmomente übertragen werden können, ist der Kupplungs
treffer drehfest mit der Spindelwelle gekuppelt.
Um einen sicheren Sitz der Anschlußhülsen auf den Kammwal
zenzapfen und den Walzenzapfen zu gewährleisten, werden die
Anschlußhülsen gegen die Walzenzapfen vorgespannt. Um axiale
Verschiebungen ausgleichen zu können, wird die kammwalzen
seitige Anschlußhülse über die axial verschiebbare, vorge
spannte Führungshülse abgestützt.
Der zentrale Kanal und die Abzweigkanäle gewährleisten, daß
alle, selbst die in der Spindelwellen-Mittelachse liegenden
Reibstellen trotz der erheblichen, während des Betriebs auf
das Öl wirkenden Zentrifugalkräfte vom Öl erreicht werden.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Bogenzahn-Gelenk
spindel ergeben sich aus den weiterbildenden Erfindungsmerk
malen.
Die Merkmale der Erindung werden in der nachstehenden
Beschreibung in Verbindung mit einer die Erfindung erstel
lenden Zeichung näher erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Bogenzahn-Gewindespindelpaar,
das zwischen dem Antrieb und dem Walzgerüst
angeordnet ist, und
Fig. 2 in geschnittener Teildarstellung eine der jeweils
gleich aufgebauten Bogenzahn-Gewindespindeln mit
antriebsseitiger Anschlußhülse.
Der Fig. 1 ist je ein Zapfen 1, 1′ der Kammwalzen sowie ein
Zapfen 2, 2′ der angetriebenen Walzen zu entnehmen. Zwischen
dem Kammwalzenzapfen 1, 1′ und dem Walzenzapfen 2, 2′ ist
eine Spindelwelle 3, 3′ vorgesehen. An jedem Ende der
Spindelwelle 3, 3′ sind Kupplungstreffer 4, 4′ und 5, 5′
angeordnet. Die Kupplungstreffer 4, 4′ und 5, 5′ weisen
Bogenverzahnungen 6, 6′ und 7, 7′ auf. Die Bogenverzahnungen
6, 6′ und 7, 7′ kämmen mit den Innenverzahnungen 8, 8′ und
9, 9′ der Anschlußhülsen 10, 10′ und 11, 11′.
Fig. 2 zeigt, daß die Spindelwelle 3 drehfest axial ver
schiebbar in dem Kupplungstreffer 4 geführt (12) ist . Der
Kupplungstreffer 5 (siehe Fig. 1) ist sowohl drehfest als
auch in axialer Richtung verschiebfest mit der Spindelwelle
3, 3′ verbunden. Um die axiale Verschiebbarkeit und die
drehfeste Verbindung zwischen dem Kupplungstreffer 4 und der
Spindelwelle 3 zu gewährleisten weist diese eine längsge
richtete Außenverzahnung 13 auf, mit der eine längsgerich
tete Innenverzahnung 14 des Kupplungstreffers 4 kämmt. Die
Innenverzahnung 14 kann über die gesamte Länge des Kupp
lungstreffers 4 vorgesehen werden, um eine optimale Führung
zwischen dem Kupplungstreffer 4 und der Spindelwelle 3 zu
erreichen. Dadurch treten kaum Knickbeanspruchungen zwischen
dem Kupplungstreffer 4 und der Spindelwelle 3 auf. Aus
Kostengründen besteht jedoch die Möglichkeit, die Innenver
zahnung 14 nur im Bereich des spindelwellenseitigen Endes
des Kupplungstreffers 4 vorzusehen.
Auf der Spindelwelle 3 ist ein Ölzufuhrring 15 drehbar
gelagert. Anschläge 16 und 17 setzen den Ölzufuhrring 15 auf
der Spindelwelle 3 in axialer Richtung fest. Die Anschläge
16 und 17 dienen gleichzeitig zur Abdichtung des Ölzufuhr
rings 15 gegen ausströmendes Öl.
Ein Ölzufuhrschlauche 18 stellt die flexible Verbindung zu
dem mit der Spindelwelle 3 in axialer Richtung verschiebba
ren Ölzufuhrring 15 und der festen Ölzuführung 19 her. Der
Ölzufuhrring 15 weist eine Ringnut 20 auf. Radiale Bohrungen
21 verbinden den zentralen Kanal 22, der Spindelwelle 3 mit
der Ringnut 20.
In den Endbereichen jeder Spindelwelle 3, 3′ ist der
zentrale Kanal 22 aufgeweitet. In den Aufweitungen sind
durch Federn 23 und 24 beaufschlagte Druckstößel 25 und 26
geführt. Die Druckstößel 25 und 26 spannen die Anschluß
hülsen 10 und 11 über Stützkugeln 27 und 28 und Druckstem
pel 29 und 30 derart vor, daß die Anschlußhülsen 10, 10′ und
11, 11′ im Betrieb der Walzenanlage stets fest auf dem
Kammwalzzapfen 1, 1′ und dem Walzenzapfen 2, 2′ aufsitzen
(siehe Fig. 1).
Der Druckstößel 25 ist gegenüber dem Druckstößel 26, länger
ausgeführt. Er ist so lang bemessen, daß er den Verschiebe
weg zwischen der Spindelwelle 3 und dem Kupplungstreffer 4
auszugleichen vermag und über den gesamten Verschiebweg
stets eine genügend große, annähernd gleichbleibende
Vorspannung auf die Anschlußhülsen 10 und 11 ausübt. Dem
Druckstößel 25 ist eine Tellerfeder 23 und eine, Bereiche
des Druckstößels 25 umgebende Führungshülse 31 zugeordnet.
Führungselemente 32 dienen zur weiteren Führung des Druck
stempels 25 in der Spindelwelle 3.
In der Führungshülse 31 sind radiale Bohrungen 33 vorgese
hen. Weitere Bohrungen 34, die im wesentlichen radial
verlaufen sind in der Spindelwelle 3 im Bereich der Führung
12 angeordnet. Über eine Ölleitung 35 wird die Stützkugel 27
vom zentralen Kanal 22 aus mit Öl versorgt.
Das Öl wird von einer nicht gezeigten Pumpe über die
Ölzuführung 19 und den Ölschlauch 18 auf den Ölzufuhrring 15
gegeben. Von der Ringnut 20 des Ölzufuhrrings 15 gelangt das
Öl über die radiale Bohrungen 21 in den zentralen Kanal 22.
Von hier aus kann das Öl an die beiden Enden der Spindelwel
le 3 gelangen. Auf dem Weg zum kammwalzenseitigen Ende der
Spindelwelle 3 strömt das Öl zwischen dem Führungselement 32
und den Stößel 25 zu den Tellerfedern 23. Dabei wird die
Reibstelle zwischen dem Führungselement 32 und dem Druckstö
ßel 25 geschmiert.Gleichzeitig wirkt das Führungselement 32
zusammen mit dem Stößel 25 als Drossel. Die gleiche Drossel
wirkung hat das Führungselement 39 im Zusammenhang mit dem
Stößel 26. Durch die beiden, den zentralen Kanal 22 ab
schließenden Drosseln kann der Ölspiegel im zentralen Kanal
22 so eingestellt werden, daß sich das Öl nicht nur den
Zentrifugalkräften folgend am Mantel des zentralen Kanals 22
verteilt, sondern bis zur Mittelachse gelangt und hier über
die Ölleitungen 35 und 38 zu den Stützkugeln 27 und 28
abzufließen vermag.
Das zu den Tellerfedern 23 gelangte Öl schmiert die Reib
stellen zwischen dem Druckstößel 25 und den Tellerfedern 23.
Von hier aus gelangt das Öl über die Bohrung 33 an die
Reibstellen zwischen der Führungshülse 31 und der Spindel
welle 3. Das Öl gelangt anschließend durch die Bohrungen 34
zur Führung 12 die einseitig durch eine Dichtung 36 abge
dichtet ist. Die Dichtung 36 dient gleichzeitig dazu, die
Knickbeanspruchung zwischen dem Kupplungstreffer 4 und der
Spindelwelle 3 herabzusetzen. Das Öl tritt auf seinem
weiteren Weg aus dem trefferseitigen Ende der Führung 12 aus
und gelangt zusammen mit dem Öl, welches von der Stützkugel
27 fortströmt zur Bogenzahnkupplung 6, 8. Von der Bogenzahn
kupplung 6, 8 aus gelangt das Öl in ein die Spindelwelle 3
und die Bogenzahnkupplung abgedichtet umgebenes Ölauffang
gehäuse 37, von wo aus das Öl zur nicht gezeigten Pumpe
zurückgelangt.
Vorteilhaft ist, daß das Öl in das Zentrum der Spindelwelle
3 gepumpt wird und von dort aus nur noch mit den im Betrieb
auftretenden Zentrifugalkräften zu den außerhalb des
Zentrums der Spindelwelle 3 liegenden Schmierstellen
gelangt.
Die Ölumlaufschmierung für das zweite Ende der Spindelwelle
3, 3′ erfolgt ebenfalls vom zentralen Kanal 22 aus auf
ähnliche Weise.
Claims (10)
1. Bogenzahn-Gelenkspindel für Walzwerksantriebe mit auf den
Enden der Spindelwelle vorgesehenen, Bogenverzahnungen
aufweisenden Kupplungstreffern und diese umgreifenden
Innenverzahnungen der an der Spindelwelle beidendig über
Stützkugeln und Druckstempel abgestützten Anschlußhülsen
und mit einer Ölumlaufschmierung, zu der ein mit einer
Nut versehener Ölzufuhrring gehört, der die Spindelwelle
abgedichtet umfaßt und auf dieser gegen axiale Verschie
bung gesichert drehbar gelagert ist, wobei die Nut durch
mindestens eine radiale Bohrung in der Spindelwelle mit
mindestens einem Längskanal verbunden ist, von dem aus
die zu schmierenden und kühlenden Bogenzahnkupplungen mit
Öl versorgbar sind, und bei der die Bohrung des Längs
kanals im walzenseitigen Endbereich der Spindelwelle
einen vergrößerten Durchmesser zur Aufnahme von durch
Tellerfedern vorgespannten Druckstößeln aufweist, und mit
mindestens einem auf der Spindelwelle gelagerten Ölab
fuhr-Gehäuse, das die Bogenzahnkupplung und den Ölzu
fuhrring abgedichtet umgibt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spindelwelle (3, 3′) in mindestens einem der Kupplungstreffer (4, 4′) drehfest axial verschiebbar geführt ist,
daß die Spindelwelle (3, 3′) auf einer die Stützkugel (27) aufweisenden axial vorgespannten Führungshülse (31) axial verschiebbar geführt ist,
und daß der Längskanal als zentraler Kanal (22) ausgebil det ist, der mit Abzweigkanälen (33, 34, 35, 38) zur Umlaufschmierung der Reibeflächen zwischen den gegenein ander axial verschiebbaren Elementen (4, 3; 31, 3; 31, 23; 23, 25), den Stützkugeln (27, 28) und Druckstempeln (29, 30) und den Bogenzahnkupplungen (6, 8; 7, 9) ausgestattet ist.
daß die Spindelwelle (3, 3′) in mindestens einem der Kupplungstreffer (4, 4′) drehfest axial verschiebbar geführt ist,
daß die Spindelwelle (3, 3′) auf einer die Stützkugel (27) aufweisenden axial vorgespannten Führungshülse (31) axial verschiebbar geführt ist,
und daß der Längskanal als zentraler Kanal (22) ausgebil det ist, der mit Abzweigkanälen (33, 34, 35, 38) zur Umlaufschmierung der Reibeflächen zwischen den gegenein ander axial verschiebbaren Elementen (4, 3; 31, 3; 31, 23; 23, 25), den Stützkugeln (27, 28) und Druckstempeln (29, 30) und den Bogenzahnkupplungen (6, 8; 7, 9) ausgestattet ist.
2. Bogenzahn-Gelenkspindel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Führung (12) der Spindelwelle (3, 3′) diese in
ihrem Endbereiche eine längs gerichtete Außenverzahnung
(13) aufweist, die in eine Innenverzahnung (14) des
Kupplungstreffers (4, 4′) formschlüssig eingreift.
3. Bogenzahn-Gelenkspindel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Führung der Spindelwelle (3, 3′) diese in ihrem
Endbereiche mindestens eine Längsfeder aufweist, die
jeweils in entsprechende Nute des Kupplungstreffers (4,
4′) formschlüssig eingreifen.
4. Bogenzahn-Gelenkspindel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens ein Endbereich der Spindelwelle (3, 3′)
mehrkantig ausgebildet ist, und daß der Kupplungstref
fer (4, 4′) einen entsprechenden, diesen formschlüssig
umgebenden Innenmehrkant aufweist.
5. Bogenzahn-Gelenkspindel nach mindestens einem der
Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Länge des Druckstößels (25) so bemessen ist, daß
er zwischen der Spindelwelle (3, 3′) und dem Kupplungs
treffer (4, 4′) sowie zwischen den Bogenzähnen (6, 6′)
und der Innenverzahnung (8, 8′) der Anschlußhülse (10,
10′) auftretende Verschiebewege auszugleichen vermag und
daß die dem Druckstößel (25) zugeordneten Tellerfedern
(23) über diese Verschiebewege die mindestens notwendige
Vorspannung des Druckstößels (25) gegen Druckstempel (29
und 30) der Anschlußhülsen (10, 10′ und 11, 11′) aus
üben.
6. Bogenzahn-Gelenkspindel nach mindestens einem der
Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spindelwelle (3, 3′) im Bereich der axialen
Führung (12) des Kupplungstreffers (4, 4′) als Abzweig
kanal mindestens eine im wesentlichen radial verlaufende
Bohrung (34) aufweist.
7. Bogenzahn-Gelenkspindel nach Anspruch 6,
gekennzeichnet durch
eine Anzahl von axial und/oder angular gegeneinander
versetzten Bohrungen (34).
8. Bogenzahn-Gelenkspindel nach mindestens einem der
Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das spindelwellenseitige Ende des Kupplungstreffers
(4, 4′) mit einer diesen gegen die Spindelwelle (3, 3′)
abdichtenden Dichtung (36) versehen ist, während das Öl
am trefferseitigen Ende des Kupplungstreffers (4, 4′)
ungehindert aus der Führung (12) zur Bogenzahnkupplung
(6, 8; 6′, 8′) übertreten kann.
9. Bogenzahn-Gelenkspindel nach mindestens einem der
Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Tellerfedern (23) von Öl umspült sind, daß in
einer Tellerfedern (23) und Bereiche des Druckstößels (25)
umschließenden Führungshülse (31) radiale Bohrungen (33)
als Abzweigkanäle zum zentralen Kanal (22) vorgesehen
sind, welche den Zutritt von Öl zu dem Außenmantel der
Führungshülse (31) sowie den Bohrungen (34) fördern.
10. Bogenzahn-Gelenkspindel nach mindestens einem der
Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zwischen den Druckstößeln (25, 26) und den
Druckstempeln (29, 30) vorgesehenen Stützkugeln (27, 28)
durch je eine Ölleitung (35, 38) mit dem zentralen Kanal
(22) verbunden ist.
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