-
Überlastungskupplung, insbesondere für Walzwerke Die Erfindung bezieht
sich auf eine Kupplung mit Überlastungssicherung, die sich insbesondere zum Einbau
in die Antriebsspindeln bei Walzwerken eignet.
-
Bei den Druckwalzen von Walzwerken, z. B. Vierode- Sechsrollenwalzwerken,
ergeben sich oft durch zu starke Stichabnahme Stauungen des Walzguroes, wodurch
leicht unzulässig höhe Drehbeanspruchungen der Walzen hervorgerufen werden, was
zum Bruch derselben führen kann, falls hierfür keine Sicherheitsvorkehrungen getroffen
sind.
-
Zu diesem Zweck hat man in die Antriebsspindeln der Walzwerke schon
sogenannte Sicherheitsbolzen eingebaut, die beim Überschreiten der zulässigen Drehbeanspruchung
abgeschert werden,. Das Einsetzen neuer Bolzen in die erfordert jedoch erfahrungsgemäß
viel Zeit. Während dieser Einbawzeit sind nicht nur Arbeitskräfte gebunden, sondern
ist auch der Walzwerkbetrieb gestört.
-
Aus diesem Grunde hat man auch .schon versucht, an Stelle von Sicherungsbolzen
selbsttätig bei Überlastung ausschaltende Sicherungskupplungen an den Walzwerken
zwischen dem Kammwalzengetriebe und den Walzen in die Antriebsspindeln einzubauen.
So sind Kupplungen bekannt, bei .denen ein mit Gleitflächen versehener, unter Federwirkung
stehender Klauenkranz in einen Gegenkranz eingreift. Bei diesen Kupplungen tritt
beim Ausrücken hohe Flächenreibung auf. Dies bedingt einen großen Ausrückbereich,
d. h. große Toleranz in. bezug auf die eingestellte überlastungsgrenze. Auch bauen
diese bekannten Kupplungen in ihren Radialabmessungen zu breit.
Naturgemäß
steht nur ein dem D grehmesset der Walzen und ihrem Abstand entsprechender Durchmesser
zur Verfügung. Auch sollte die Aus; kupplung bei einer vorher genau festgelegten
Dreh,-beanspruchung erfolgen.
-
Gemäß, der Erfindung wird nun eine Kupplung geschaffen, die diese
Erfordernisse gerfüllt.
-
Diese Kupplung kennzeichnet sich dadurch, daß in einem Klauenkranz
Rollen radial gelagert sind, die vom anderen Klauenkranz weniger als zur Hälfte
umfaßt werden. Somit tritt hier beim Ausrücken geringe gleitende Reibung auf. Dies
läßgt, vor allem zusammen mit den nachfolgend noch erwähnten Erfindungsmerkmalen,
:eine genaue Einstellung des Ausrückbereiches zu.
-
Im einzelnen können Zylinder- oder Kegelrollen Verwendung finden,
die in ihnen angepaßten Aus nehmungen :des Klau@enkranzes gleitend gelagert sind.
Die Ausnehmungen können nach aulen durch eine überschubhülse geschlossen sein. Hierdurch
wird erreicht, daß diese wie in einem Gleitlager zwar drehbar, aber nicht ausrastbar
gelagert sind. Bei Verwendung von Zylinderrollen sind die Bohrungen entsprechend
zylindrisch. Werden Kegelrollen verwendet, so sind diese zweckmäßigerweise nur im
Wirkungsbereich kegelig, während sie mit zylindrischen Zapfen gegen Radialverschiebung
gesichert sind.
-
Ferner kann der verschiebbare Klauenkranz mittels Mehrkant auf seinem
Kupplungsteil geführt und die Cberlaufkanten des die Rollen nicht haltenden Klauenkranzes
können- abgerundet oder abgeschrägt sein, wobei eine feine Abrundung dieser Überlaugfkanten
stets zweckmäßig ist. Der verschiebbare Klaugenkranz kann somit unter Drehung der
Rollen über dieselben hinweggleiten, sobald ein zu großes Drehmoment übertragen
werden soll.
-
Auch kann eine vorzugsweise mit Gegenmutter gesicherte Ringmutter
zur Einstellung einer axialen Schraubenfeder für den verschiebbaren Klauenkranz
dienen und zwischen der Feder und dem sie umschließenden Kupplungsteil eine auswechsgelbare
Büchse angeordnet sein, so daß. der Federdruck und damit die Ausrastung bei überlastungerstens
durch Verkürzung der Unterbringungslänge und zweitens durch Einsetzen einer Feder
größeren Querschnitts Beingestellt werden kann. Durch Verstellung der Ringmutter
ist auch die Möglichkeit geschaffen, die Kupplungen eines Walzwerks gegenseitig
.aufeinander abzustimmen.
-
Um die ganze Kupplung als ein geschlossenes' Einbauteil zu erhalten,
kann in an sich bekannter Weise eine Kupplungshälfte in der anderen gelagert sein,
wobei die Lagerung so erfolgen kann, daß der Druck der Belastungsfeder innerhalb
der Kupplung aufgehoben wird.
-
Ausführungsfogrmen der Kupplung gemäß der Erfindung sind in der Zeichnung
teilweise schematisch und teilweise im Schnitt dargestellt, und zwar zeigt Fig.
i die Ansicht und den Schnitt einer am Antrieb der oberen bzw. unteren Druckwalze
eines Walzwerks eingebauten Kupplung, Fig. 2 die Ansicht der Kupplung gemäß Fig.
i, teilweise im Schnitt, beim Ausrasten infolge Überlastung, Fig. 3 und 4 die Querschnitte
nach Linie III-III bzw. IV-IV in Fig.2. Fig. 5 den Schnitt durch einen Kupplungsteil
in vergrößerter Darstellung, Fig. 6 und 7 die Ansicht Beingebauter zylindrischer
bzw. kegeliger Rollen und Fig. 8 bis 13 die schematische Darstellung verschiedenger
Ausführungsformen der Rollenlagerung jeweils bei Normal- und Überlast.
-
Die .als Vierkant 2 ausgebildeten Enden der Kammwalzzapf en 3 wie
auch die Vierkantanschlüsse 4. der anzutreibenden Druckwalzen 5 sind beim Ausführungsbeispiel
nach Fig. i, wie auch bisher üblich; ballig ausgeführt. Die Vierkantanschlüsse 2,
4 waren jedoch bisher mittels am Ende entsprechende Au:snehmunggen aufweisender
Antriebsspindeln verbunden, wodurch der Ausgleich zwischen den verschieden n Höhenlagen
der Drehachsen, der schon durch die Höhenverstellbarkgeit der Druckwalzen bedingt
ist, erreicht wurde. An Stelle dieser Antriebsspindel tritt nunmehr die Kupplung
nach der Erfindung, die außer in bekannter Weise für den Ausgleich der verschiedenen
Höhenlagen der Drehachsen nun auch bei Überlastung für selbsttätige Unterbrechung
des Kraftflusses, d. h. des zu übertragenden Drehmoments, sorgt, Wie Fig, i der
Zeichnung zeigt, ist jeweils auf einen. Vierkant 2 der Kammwalzzapfen 3 ein als
Hohlwelle ausgebildetes, antriebsseitiges Kupplungsteil 6 aufgeschoben, an das sich
sodann ein ab(-triebsseitiges Kupplungsteil? anschließt, das jeweils auf einem Vierkant
4 der anzutreibenden Druckwalzen. 5 sitzt.
-
Das abtriebsseitige Kupplungsteil? weist eine Schulter 8 auf, in welche
radial angeordnete, halb,-aufgeschnittene Bohrungen g vorgesehen sind, die Zylinderrollen
io aufnehmen. Diese Bohrungen sind nach außen durch Beine überschubhülse i i geschlossen.
Mit ihrem freien Querschnittsteil greifen diese Zylinderrollen io teilweise in Rastausnehmungen
12 an der Stirnseite 13 eines Klauenkranzes 14, der mittels Mehrkant 15 auf dem
antriebsseitigen Kupplungstei16 gegen die Wirkung einer Druckfeder 16 verschiebbar,
aber nicht drehbar gelagert ist. Die Druckfeder 16 steht einerseits gegen die freie
Stirnseite 17 des Klauenkranzes 14 und andererseits gegen einen mittels Ring- und
Gegenmutter 18 verstellbaren Anschlagring ig an, welcher durch die in die Nut 2o
am Kupplungsteil 6 Beingreifende Nase 21 am Verdrehen gehindert wird. Diese Muttern
i 8 dienen zur Feineinstellung des Auslösedrehmoments. Zwischen dem Außenmantel
des antriebsseitigen Kupplungsteils 6 und der Feder 16 ist noch eine auswechselbare
Büchse 22 mittels Feststellschraube 23 gehalten, um für die Grobeinstellung des
Auslösedrehmoments das Einsetzen verschieden starker Federn 16 zu germög-Iichen.
Das abtriebsseitige Kupplungsteil ; reicht mit einem abgesetzten und verlängerten
Wellenstück 2:I.
in das als Hohlwelle ausgebildete, antriebsseitig
Kupplungsteil 6 und ist hier unter Zwischenschaltung eines gegen Verdrehung gesicherten
Lagerringes 2 5 gegen die durch diese Erweiterung gebildete Innenschulter 26 der
Hohlwelle abgestützt, um so die ganze Kupplung als ein geschlossenes Einbauteil
zu erhalten. Der Lagerring 25 ist mittels der auf dem abgesetzten und verlängerten
Wellenstück 24 aufgeschraubten und gesicherten Endmutter 27 festgehalten.
-
Die Schmiernippel 28 und 29 dienen zum Schmieren der gegeneinanderbewegten
Teile. Überschreitet nun das von den Kammwalzzapfen 3 auf die Druckwalzen 5 zu übertragende
Antriebsmoment, beispielsweise infolge zu starker Stichabnahme bei den Walzen, das
zulässige übertragungsmoment, so tritt die Kupplung in Tätigkeit. Wie aus Fig. 2
ersichtlich :ist, verschiebt sich hierbei der Klauenkr anz 14 auf der Vierkantführung
15
des Kupplungsteils 6 gegen Wirkung der Feder 16
nach rechts und gleitet
sodann über die sich in den seitlich offenen Bohrungen 9 drehenden Zylinderrollen
i o ratschenartig hinweg. Hierdurch wird erreicht, daß bei seinem vorher bestimmt
festzulegenden, übertragbaren Höchstmoment das Kammwalzengetri@ebe mit den Kupplungsteilen
6 weiterhin arbeiten kann, während die Druckrollenseite mit den Kupplungsteilen
7 stillsteht. Der Walzenantrieb kann nun kurzzeitig abgestellt und nach Beseitigen
des Hindernisses, z. B. einer Stauung,des Walzgutes, das Walzwerk sofort wieder
in Betrieb genommen werden.
-
In Fig. 5 ist nochmals das Kupplungsteil ? mit der in Bohrungen 9
die Zylinderrollen i o lagernden Schulter 8 in vergrößertem 'Schnitt dargestellt,
Hierbei ist nur einerseits eine Rolle i o eingesetzt, so daß andererseits die seitlich
offene Bohrung g, welche durch die LTberschubhülse i i teilweise ge-
schlossen
ist, deutlich sichtbar wird. An Stelle von Zylinderrollen io (vgl. Fig. 6) in zylindrischen
Bohrungen 9 können auch Kegelrollen i o" (vgl. Fig.7) in entsprechenden Bohrungen
9« gelagert sein, wobei diese (i o") zur Vermeidung einer Radialverschiebung zweckmäßigerweise
zylindrische Lagerzapfen aufweisen. Kegelrollen können sich, abgesehen von der teureren
Herstellung, beim Ausrasten günstiger verhalten. Hierbei ist die Gleitfläche des
radial verschiebbaren Klauenkranzes entsprechend zu gestalten.
-
Die schematischen Darstellungen Fig. 8 bis 13 zeigen in Fig. 8 und
9 das Schulterlager a einer Rolle i o mit einer sie nur verhältnismäßig wenig umfassenden
Klauenschulter b vor und beim Ausrasten. In Fig. i o und i i entspricht das Schulterlagen
a der Rolle i o dem der vorhergehenden Figuren, während die Klauenschulter c die
Rollen io weiter umfaßt und deutlich Abrundungen aufweist. Schließlich stellt Fig.
12 und 13 ein 'S,chulterlagera für die Rollen io gemäß den ersten Figuren dar, während
die Klauenschulter d die Rollen i o bei entsprechend großen Abrundungen soweit wie
möglich umfaßt.