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Walze, insbesondere Kalander- und Walzwerkswalze Die bisher in Kalandern,
Walzwerken, Walzenr stühlen oder ähnlichen Maschinen verwendeten Stahl-, Hartguß-,
Guß- oder elastischen Walzen aller Art sind mit ihren Zapfen aus einem Stück gefertigt,
oder die Zapfen sind in den Walzenkörper fest eingezogen oder mit ihm fest verbunden,
so daß in der Maschine die Zapfen nicht von der Walze zu trennen sind. Beim Wechseln
der Walzen muß man daher die Lager öffnen oder entfernen, die auf den Zapfen befindlichen
Räder oder Antriebseleinente ab-bauen und Schmierleitunggen und auch Kühlleitungen
abschrauben. Bei vor der Lagerung oder an ihnen befin:d#lichen Zusatzeinrichtungen,
wie Zugstangen o » d. dgl., müssen, diese abgeklappt oder abgebaut werden.
Der Walzenwechsel ist daher sehr zeitraubend. Außerdem sind die Walzenzapfen beim
Wechseln Verschmutzungen oder Beschädigungen ausgesetzt, die Sitze der Räder, Antriebselemente
und Keile werden durch mehrfachen Sitzwechsel einem linerwünschtenVerschleiß unterworfen;
außerdem können sie von vornherein nicht mit der notwendigen engen Toleranz eingebaut
werden, wodurch Laufunruhe, verbunden mit Geräuschen und höherem Verschleiß auftritt.
Bei Gleitlagern sollen die Zapfen nach jedem Wechsel wieder einlaufen-, da selten
ein Zapfen im Durchmesser und der Oberflächengüte dem vorher im gleichen La,-er
eingelaufenen Zapfen gleich ist. Die Folge ist Zeitverlust durch Tuschierungsarbeit,
erhöhter Lagerverschleiß und unter Umständen laufende Lagerschwierigkeiten, deren
Ursache oft nicht rechtzeitig erkannt wird.
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Der angegossene Zapfen an Hartguß-, Guß- und ähnlichen Walzen. ist
stets ein notwendiges übel, da die Zapfenbelastung begrenzt und die Lagerlaufeigenschaften
ungünstig sind. Bei hohen Beanspruchungen
oder Umfangsgeschwindigkeiten
werden deshalb Stahlzapfen eingezogen, die eine sorgfältige Fertigung verlang-en,
wenn kein Lösen eintreten soll. Die Zapfenabmessungen der bisher verwendeten Walzen
sind durch den Werkstoff der Walzen bestimmt. Durch. Einziehen von. Zapfen oder
Aufziehen vo-n- Büchsen aus hochwertigem Werkstoff versucht man diesen Nachteil
zu umgehen. Das Härten der Zapfen ist -nur bei entsprechendem Werkstoff möglich
und bietet bei den Abmessungen der Walzen große Schwierigkeiten, wenn das Härten
im Einsatz und anschließendes Anlassen erforderlich. ist.
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Um die vielen Nachteile der bisherigen Walzenkonstruktionen zu vermeiden
und um eine Walze zu schaffen, deren Zapfen unabhängig voni der übrigen Walzenausfürung
sind, wird gernä3 der Erfindung vorgeschlagen, jeden Lagerzapfen mit ,einem derart
ausgebildeten Kuppelflansch zu versehen, daß der 7,en-trieransatz des Walzenkörpers
in diesen Flansch einschiebbar ist, ohne daß eine Axialverschiebung eines oder beider
Lagerzapfen erfolgt. Der Kuppelflansch ist z. B. als. Tasche ausgebildet, in die
der Zentriereinsatz des Walzenkörpers eingelegt und durch ein Abschlußstück gehalten
wird. Mittels Keils, Bolzen, Spannstifte od. dgl. ist der Zentrieransatz zur Mitnahme
verbunden. Diese Elemente legen den Walzenkörper gegenüber dem Zapfen und dem Antriebsrad
für immer eindeutig fest. Hohe Drücke können einwandfrei aufgenommen und die Drehmomente
so übertragen werden, daß mit der Zapfenkupplung der Gleichlauf zweier odee mehrerer
Walzen gesichert ist.
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Eine solche Zapfenkupplung ermöglicht einen sehr schnellen Walzenwechsel,
da der Lageraushau entfällt und die Antriebsräder auf den. Zapfen verbleiben können.
Auch die Wälz- oder Gleitlager bleiben eingebaut und sind so gegen Verschmutzungen
und Beschädigungen gesichert. Alle Walzen, wie Gravur-, Stahl-, Hartguß-, Papier-,
Baumwoll-, Kunststoff-, Gummi- oder sonstige Walzen, werden ohne Zapfen gefertigt.
'Ein Zapfenpaar genügt für eine beliebige Anzahl von Walzen für die Maschine, so
daß eine große Material- und Lohnersparnis erzielt wird. Die Zapfenkupplung verhindert
auch ein Verschmutzen der elastischen Walzen -durch die Schmiermittel der Lager.
Die zapfenfreien Walzen beanspruchen außerdem einen geringen Lagerplatz, bei ihrem
Versand werden große Mengen Verpackung und Fracht eingespart. Es. ist bereits vorgeschlagen
worden, die Walzenkörper innerhalb der Walzenständer mittels Kupplungen mit den
Lagerzapfen zu verbinden. Nach diesem Vo.rschlag muß aber ein Lagerzapfen zum Einsetzen
des Walzenkörpers axial verschoben werden, was einen umfangreichen Aufbau &r
Lagerzapfen bedingt.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Zapfenkupplung
gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt: Fig. i eine Walze mit Zapfenkupplungen,
deren Zapfen in Wälzlagern laufen, Fig. ia die Markierung d#s richtigen Walzeneinbaues,
Fig. 2, die Zapfenkupplung im Schnitt nach der Linie C-D der Fig. 3,
Fig.
3 den Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 2, Fig. 4 eine Zapfenkupplung mit
Deckelscheibe im Schnitt -nach der Linie G-H der Fig. 5,
Fig. 5 den
Schnitt nach der Linie E-F der Fig. 4, Fig. 6 die Ansicht der Kupplung von
1 aus ge-
sehen, Fig. 7 den Schnitt nach der Linie E-F der Fig.
4 mit geändertem Druckstück, Fig. 8 eine Zapfenkupplung in Gleitlager im
Schnitt nach der Linie M-N der Fig. 9-, Fig. 9 den Schnitt -nach der Linie
K-L der Fig. 8,
Fig. io eine Zapfenkupplung mit Wälzlager als Zentrieransatz
im Schnitt nach der Linie Q-R der Fig. ii, Fig. i i den Schnitt nach der Linie 0-P
der Fig. io, Fig. 1.2 den Druckring für Wälzlager.
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Die Walze, i ist nach Fig. i bis 3 m-it ihren beiden Zentrieransätzen2
mit den Lagerzapfen3 durch je eine Zapfenkupplung mit Kuppelflanschen4 verbunden.
Der Zentrieransatz der Walze ist nach Fig. 2 dem Durchmesser der Walze i angepaßt
und wird möglichst groß gehalten. Sein Tragdurchmesser ist zylindrisch oder ballig
ausgebildet, seine Breite entspricht der Druckkraft, die zu übertragen ist. Nach
dem Walzenballen hin erhält der Zentrieransatz eine Schräge 5, die sich in
der gleichen Schräge des Kuppelflansches führt und die Walze beim Einlegen fest
gegen den Kuppelflansch 4 drückt. Gleichzeitig erleichtert die Schräge den Ein-
und Ausbau der Walze. Die Eindrehung 38 der Walze muß im Durchmesser kleiner
sein als die zugehörige Bohrung 39, ebenso muß sie genügend breit sein, um
das Andrücken der Walze an derr Kuppelflansch zu ermöglichen.
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Zum Einbringen der Walze i ist der Kuppelflansch 4 entsprechend dem
Durchmesser des 7,entrieransatzes 2, der Eindrehung 38 sowie der Schräge
5 der Walze mit ein-er Aussparung 7
(Fig. 3) versehen. Die Walze
kann also bei gleicher Stellung beider Kuppelflansche vom Kran direkt in diese eingelegt
werden. Die Zapfenkupplung wird, in der Lage, in der der Einbau am günstigsten erfolgt,
durch einen Anschlag gehalten. el el Vorteilhaft wird die Aussparung7 des Kuppelflansc'hes
4 unter 45' nach oben gerichtet. Seitliche Verstellung der Kupplungen ist nicht
notwendig, da die Schräge sofort für den richtigen Schluß sorgt. Alle anderen Lagen
der Öffnung zum Einbau - sind aber auch möglich. Nach Einlage der Walze wird
die Aussparung 7 durch ein Abschlußstück 2,8 verschlossen, das durch
Schrauben 23 und Spannstifte4o in seiner Lage gesichert wird. Außerdem werden
in die Bohrungen, 15 des Zentrieransatzes 2 und in die Bohruhgen 16 des Flansches
4 SPannstifte 17 eingeschlagen, Das Drehmo-merit wird von einem Keil 18, der mit
dem Ansatz 2 verbunden, ist und sich in einer Nut ig des Flansches
führt,
übertragen. Auch die umgekehrte Anordnung ist mög lich. Eine Markierung2o, des Keiles
18 und der Nut ig nach Fig. i a Sichert die stets CY eiche Lage der Walze in der
Zapfenkupplung (wichtig bei Gravurwalzen). Der Zapfen 3 des Flansches 4 ist
in dem in dem Lagerkörper 30 eingebauten Walzlager 3 1 gelagerti das
sich der Durchbiegung des Zapfens entsprechendeinstellt. Um bei der großen Durchmesserdifferenz
zwischen Zapfen 3
und Flansch 4 bei Wälzlagerung Dauerbrüche zu vermeiden,
muß der Übergang 26 zweckentsprechend ausgebildet sein. Dies wird möglich,
wenn die seitliche Lage des Wälzlagers durch einen Druckring 21 festgelegt wird,
der sich, in einer Eindrehung des Zapfens 3 führt (Fig. 2 und 12). Diese
Konstruktion, ergibt kleinste Hebelarme der Wirkkräfte und kürzeste Verdrehungslängen.
Die. Verlängerung des Zapfens 3 trägt das Antriehsrad 33
der Walze.
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Der Zapf-en 3 erhält eine Bohrung 51 zur Beheizung des
Walzenkörpers. Diese erfolgt durch ein Rohr 48, das einen kleineren Durchmesser
als die Bohrun- 51 besitzt. Hierdurch entsteht ein isolierender Luftraum zwischen
Heizrohr und Bohrung" d'er den Wärmeübergang auf den Zapfen behindert. Das Rohr
48 ist mittels Gewindes 49 in den Walzenkö.rper i eingeschraubt.
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Zweckmäßig sind zu härten (brpnnhärten): Keil 18 -und Nut ig, ebenso
auch der ZentrieransatZ 2 der Walze und die Ausdrehung des Flansches 4 sowie die
Bohrungen 15 und 16 zur Aufnahme der Schwerspannstifte 17.
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Die Zapfenkupplung nach Fig. 4 bis 7 weist b. im Kuppelgegenüber
der nach Fig 2 und 3
flansch4 folgende Änderungen auf. Der Flansch ist nicht
aus einem Stück gearbeitet. Die Schräg-. zum Andrücken der Walze i gegen den Boden
des Kuppelflansches ist als Deckelscheibe ausgebildet und besteht aus den beiden
Teilen 611 und, 6b. Zum .Nachstellen der Scheibe sind die Schrauben 22 und
23 vorgesehen, so, daß stets ein sicherer Schluß der Kupplung gewährleistet
ist. Beim Walzenwechsel bleibt der Teil 6a der Scheibe fest, kann, aber beim Einbau,
um eine sichere Zentrierung zu erreichen, etwas gelockert werden. Teil
6b wird entfernt, wobei die Schrauben 2:2a nur um ihre, Kopfhöhe herausgedreht
zu werden brauchen, da der Deckel für sie Ausbauschlitze 52 aufweist.
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Die Bohrung des Kuppelflansches 4 ist etwas ,größer als der Durchmesser
d des ZentrieranSatZCS 2 gewählt, dementsprechend ist auch dieAussparung
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im Flansch, ausgeführt. Die einwandfreie Zentrierung der Walze i mit dem
Zentrieransatz 2 in der Kupplung wird durch glasharte- Bolzen 8 erreicht,
deren Durchmesser und Lage veränderlich sein kann. Durch Innenschleifen des Kuppelflansches
4 zusammen mit den Bolzen 8 lassen sich die Tragflächen der Bolzen. lehrenhaltig
dem Durchmesser des Zentrieransatzes 2 anpassen. In ihrer Lage werden die Bolzen
8 durch Keile oder Stifte 9 gegen Drehung gesichert. Sie sind leicht
auszuwechseln.
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Die feste Anlage der Zentrierflächen wird durch .ein Druckstück io
erreicht, das die EinbrinIg-11 öffnung7 des Flansches4 nach Einlegen der Walze i
verschließt. Es greift mit seinen Nasen i i in entgprechende Aussparungen 41 des
Flansches -1
ein und wird von einer Schraube 12, die in. das Gewinde 13 der
Walze i eingeschraubt wird, fest angepreßt.- Durch seine Flac.hfederform stützt
sich das Druckstück io beim Anziehen der Schraube 12 in den, Aussparungen41 des
Flansches4 ab und drückt den Zentrieransatz 2 mittels seiner Druckflächen 14 (Fig.
5), die beliebig anzuordnen sind, in seine konzentrische Lage zum Kuppelzapfen
3.
In dieser Lage wird in die- Bohrungen. 15 und 16 ein doppelter Schwerspannstift
17 eingeschlagen, dessen elastische Form etwaigen Verschleiß ausgleicht.
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Die Schraube 12 kann:, wie Fig. 7 zeigt, auch im Gewinde 24
des Druckstückes io geführt werden. Sie stützt sich in der mit ein-er DruckplattC
25 versehenen Bohrung der Walze i ab und preßt den Zentrieransatz 2 in seine
konzentrische Lage zum Zapfen 3.
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Eine Zapfenkupplung mit Gleitlagerung zeigen Fig. 8 und g.
Der Zapfen 3 läuft im pendelnd gelagerten Gleitlager 32. Der Kuppelflansch
4 erhält eine Bohrung nach dem Durchmesser- des ZentrieransatZeS 27. Beide
sind gehärtet und lehrenhaltig ,geschliffen. Zum Einlegen der Walze erhält der Kuppelflansch
4 eine Öffnung 42. Die Anpressung des Zentrieransatze#s 27 erfolgt durch
Schrauben 43. Das Drehmoment wird von den beiden Keilen:29 und 44 übertragen, die
um i8o oder i2o' versetzt sind. Das Einbringen der Walze kann bei zwei Keilen, im
Gegensatz zu den vorher- beschrieben-en Zapfenkupplungen, nicht ohne Scitenverschiebung
der Walze i oder der Zapfenkupplung erfolgen. Deshalb wird die dem Antrieb, gegenüberliegend,-ZapkAupplung
um die gesamte Keilhähe verschiebbar angeordnet. (Luft zwischen Zapfenbund 45 und
Lagerbund 53 oder nach Fig. i zwischen Kugelager 31 und Haltescheiben
5o.) Die Walze wird mit dem Zentrieransatz 27 in den Kuppelflansch 4 gelegt,
wobei die Lage der Walze nach Fig. i a markiert ist. Die Schrauben 43 werden angezogen,
und die Walze i ist mit der Zapfenkupplung fest verbunden. In Fig. 8 ist
der Zentrierzapfen 27 als Büchse ausgebildet und mittels Keils oder Vielkeilen
mit der Walze i verbunden. Er kann unabhängig vom Material der Walze aus hochwertigern
Material hergestellt und anschließend gehärtet und geschliffen werden. Statt der
Keilverbindung kann der Zentrierzapfen auch warm auf den Zapfen der.Walze aufgezogen
werden. Selbstverständlich ist auch, bei den vorher beschriebenen Konstruktionen
nach Fig. i bis 7 die Herstellung des ZentrieransatZeS 2 aus hochwertigem
Material und seine feste Verbindung mit der Walze gegeben. Der Keil 18 in Fig. 2
und 3 bzw. die Keile:29 und 44 in Fig. 8 und 9 werden
dann zweckmäßig mit dem Zentrieransatz 2 bzw. 27 aus einem Stück gefertigt.
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Nach Fig. io und ii kann der Zentrieransatz der Walze i als Wältlager
35 ausgebildet werden. Auf dem Walzenzapfen 36 wird das Wälzlager
35
befestigt, und zwar wie Fig. io zeigt, z. B. durch einen
Seegering oder andere Mittel. Der Walzenzapfen 36, der aus hochwertigem Matetio-l-
gefertigt und in den Walzenbüllen warm eingezogen sein kann, wird an seinem Kopf
zur Übertragung des Drehmo-mentes z. B. mit Keilen 37 ausgeführt. Das Einlegen
der Walze i ih den Kuppelflansch, dessen Bohrung wieder nach dem Außendurchmesser
des Wälzlagers 35 konzentrisch mit dem Zapfen 3 geschliffen wurde,
erfolgt durch die Aussparung 7 des Kuppelflansches. Nach Einlegen der Walze
wird die Öffnung durch das Abschlußstück 34 verschlossen, das durch Schrauben. 4#
und Spannstifte4;7 in seiner Lage gehalten wird. Die geteilte Deckelscheibe 6a und
6b sorgt für seitliche Festle,#lung des Wälzlagers. In besonderen Fällen kann bei
dieser Konstruktion die Zapfenkupplung selbst feststehen, so. daß sich die Walze
irn Wälzlager 35 drehen kann, z. B. Mitteelwalzen bei Kalandern, die nicht
angetrieben werden.