DE3706577A1 - Bogenzahn-gelenkspindel - Google Patents

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.

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.