DE3706577C2

DE3706577C2 - Zahngelenkspindel für Walzwerkantriebe

Info

Publication number: DE3706577C2
Application number: DE3706577A
Authority: DE
Inventors: Juergen Stelbrink; Heinz Vosbek
Original assignee: SMS Schloemann Siemag AG; Schloemann Siemag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 1987-02-28
Filing date: 1987-02-28
Publication date: 1995-11-16
Anticipated expiration: 2007-03-01
Also published as: DE3706577A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Zahngelenkspindel für Walzwerksantriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Durch die DE-PS 19 02 894 ist eine gattungsgemäße Zahngelenkspindel bekannt geworden, die kleine Abstandsänderungen zwischen den anzu treibenden Walzen und dem Kammwalzgerüst, wie sie zum Beispiel durch die sich ändernde Anstellung der Walzen entsprechend deren Ver schleiß 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 ver sehene Walzen axial verschoben werden, so können die angetriebenen Walzenzapfen durchaus zusätzlichen axialen Verschiebungen unter worfen werden, die von den Zahngelenkspindeln aufzunehmen sind. Zum Ausgleich derartiger Hübe reichen die in der Zahnkupplung vorsehba ren axialen Spiele nicht mehr aus.

Die Ölumlaufschmierung nach der DE-PS 19 02 894 bewirkt lediglich die Schmierung und Kühlung der beiden Zahnkupplungen. Weitere Reibstellen sind nicht in die Ölumlaufschmierung einbezogen.

Die DE-OS 27 34 037 offenbart eine Möglichkeit größere axiale Abstände auszugleichen. Die hier offenbar teleskopartig ausgebildete Spindelwelle ist jedoch so ausgelegt, daß sie nur im Stillstand des Walzgerüstes und nur für den Zweck des Walzenwechsels zusammendrück bar bzw. auseinanderziehbar ist. Während des Walzens, d. h. unter Last, ist die Spindelwelle nicht in der Lage, die sich ständig ändernden axialen Abstände zwischen den Kammwalzenzapfen und den Walzenzapfen auszugleichen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Zahngelenkspindeln 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 anzutreibenden Walzen sowie eine Schmierung und Kühlung aller Reibstellen gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Werden die angetriebenen Walzen eines Walzgerüstes axial verschoben, so wird die Abstandsänderung zwischen den ortsfesten Kammwal zenzapfen und den verschobenen Walzenzapfen durch die axiale Verschiebung zwischen dem Kupplungstreffer und der Spindel welle ausgeglichen. Die Bogenverzahnung des Kupplungstref fers wird durch das axiale Verschieben der Walzen nicht in der Innenverzahnung der Anschlußhülse axial verschoben. Damit die notwendigen Drehmomente übertragen werden können, ist der Kupplungstreffer 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 Zahngelenkspindel ergeben sich aus den weiterbildenden Erfindungsmerkmalen.

Die Merkmale der Erindung werden in der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit einer die Erfindung erstel lenden Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Zahngewindespindelpaar das zwischen dem Antrieb und dem Walzgerüst angeordnet ist, und

Fig. 2 in geschnittener Teildarstellung eine der jeweils gleich aufgebauten Zahngewindespindeln mit antriebsseitiger Anschlußhülse.

Der Fig. 1 ist je ein Kammwalzenzapfen 1, 1′ sowie ein Walzenzapfen 2, 2′ 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 Ölzufuhrschlauch 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 Tellerfedern 23 und Federn 24 beaufschlagte Druckstößel 25 und 26 geführt. Die Druckstößel 25 und 26 spannen die Anschlußhül sen 10 und 11 über Stützkugeln 27 und 28 und Druckstempel 29 und 30 derart vor, daß die Anschlußhülsen 10, 10′ und 11, 11′ im Betrieb der Walzenanlage stets fest auf dem Kammwalz zapfen 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 Druckstößels 25 in der Spindelwelle 3.

In der Führungshülse 31 sind radiale Bohrungen 33 vorge sehen. 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 Ölzufuhrschlauch 18 auf den Ölzufuhrring 15 gegeben. Von der Ringnut 20 des Ölzufuhrrings 15 gelangt das Öl über die radialen 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 Druckstößel 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 Druckstößel 25 als Drossel. Die gleiche Drossel wirkung hat das Führungselement 39 im Zusammenhang mit dem Druckstößel 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 Zahnkupplung. Von der Zahnkupplung aus gelangt das Öl in ein die Spindelwelle 3 und die Zahnkupplung abgedichtet umgebenes Ölauffanggehäuse 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.

Bezugszeichenliste

1 Kammwalzenzapfen
2 Walzenzapfen
3 Spindelwelle
4 Kupplungstreffer
5 Kupplungstreffer
6 Bogenverzahnung
7 Bogenverzahnung
8 Innenverzahnung
9 Innenverzahnung
10 Anschlußhülse
11 Anschlußhülse
12 Führung
13 Außenverzahnung
14 Innenverzahnung
15 Ölzufuhrring
16 Anschlag
17 Anschlag
18 Ölzuführschlauch
19 Ölzuführung
20 Ringnut
21 radiale Bohrung
22 zentraler Kanal
23 Tellerfeder
24 Feder
25 Druckstößel
26 Druckstößel
27 Stützkugel
28 Stützkugel
29 Druckstempel
30 Druckstempel
31 Führungshülse
32 Führungselement
33 Bohrung
34 Bohrung
35 Ölleitung
36 Dichtung
37 Ölauffanggehäuse
38 Ölleitung
39 Führungselement

Claims

1. Zahngelenkspindel 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 Verschiebung gesichert drehbar gelagert ist, wobei die Nut durch mindestens eine radiale Bohrung in der Spindelwelle mit mindestens einem in dieser längs verlaufenden zentralen Kanal verbunden ist, von dem aus die zu schmierenden und kühlenden Zahnkupplungen mit Öl versorgbar sind, und bei der die Bohrung des zentralen Kanals im walzenseitigen Endbereich der Spindel welle einen vergrößerten Durchmesser zur Aufnahme von durch Tellerfedern vorgespannten Druckstößeln aufweist, und mit mindestens einem auf der Spindelwelle gelagerten Ölabfuhr- Gehäuse, das die Zahnkupplung und den Ölzufuhrring abgedichtet umgibt, dadurch gekennzeichnet,
daß die Spindelwelle (3, 3′) in mindestens einem der Kupplungs treffer (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 zentrale Kanal (22) mit Bohrungen (33, 34) sowie Ölleitungen (35, 38) zur Umlaufschmierung der Reibeflächen zwischen dem gegen die Spindelwelle (3, 3′) axial verschieb baren Kupplungstreffer (4, 4′), der gegen die Spindelwelle (3, 3′) axial verschiebbaren Führungshülse (31), den gegen die Druckstempel (29, 30) verlagerbaren Stützkugeln (27, 28) und den gegen die Innenverzahnungen (8, 9) verlagerbaren Bogenver zahnungen (6, 7) ausgestattet ist.

2. Zahngelenkspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung (12) der Spindelwelle (3, 3′) diese in ihrem Endbereiche eine längs gerichtete Außenverzahnung (13) auf weist, die in eine Innenverzahnung (14) des Kupplungstreffers (4, 4′) formschlüssig eingreift.

3. Zahngelenkspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung der Spindelwelle (3, 3′) diese in ihrem Endbe reiche mindestens eine Längsfeder aufweist, die jeweils in entsprechende Nute des Kupplungstreffers (4, 4′) formschlüssig eingreifen.

4. Zahngelenkspindel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Endbereich der Spindelwelle (3, 3′) mehr kantig ausgebildet ist, und daß der Kupplungstreffer (4,4′) einen entsprechenden, diesen formschlüssig umgebenden In nenmehrkant aufweist.

5. Zahngelenkspindel 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 Kupplungstreffer (4, 4′) sowie zwischen der Bogenverzahnung (6, 6′) und der Innen verzahnung (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′) ausüben.

6. Zahngelenkspindel 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 Abzweigkanal mindestens eine im wesentlichen radial verlaufende Bohrung (34) aufweist.

7. Zahngelenkspindel nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch, eine Anzahl von axial und/oder angular gegeneinander versetzten Bohrungen (34).

8. Zahngelenkspindel 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′) abdichten den Dichtung (36) versehen ist, während das Öl am trefferseiti gen Ende des Kupplungstreffers (4, 4′) ungehindert aus der Führung (12) zur Kupplung aus Bogenverzahnung (6, 6′) und Innenverzahnung (8, 8′) übertreten kann.

9. Zahngelenkspindel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfedern (23) von Öl umspült sind, daß in einer Tellerfeder (23) und Bereiche des Druckstößels (25) umschlie ßenden Führungshülse (31) radiale Bohrungen (33) als Abzweigka näle zum zentralen Kanal (22) vorgesehen sind, welche den Zutritt von Öl zu dem Außenmantel der Führungshülse (31) sowie den Bohrungen (34) fördern.

10. Zahngelenkspindel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Druckstößeln (25, 26) und den Druckstem peln (29, 30) vorgesehenen Stützkugeln (27, 28) durch je eine Ölleitung (35, 38) mit dem zentralen Kanal (22) verbunden ist.