DE961973C

DE961973C - Verbindung von Walzenzapfen und Gelenkkopf

Info

Publication number: DE961973C
Application number: DESCH18184A
Authority: DE
Inventors: Karl Spies
Original assignee: Schloemann AG
Current assignee: Schloemann AG
Priority date: 1955-06-23
Filing date: 1955-06-23
Publication date: 1957-04-18
Also published as: FR70275E

Description

Verbindung von Walzenzapfen und Gelenkkopf Die Gelenkköpfe von Gelenkspindeln, über welche die Walzen von Walzwerken vielfach mit ihrem Antrieb verbunden werden, müssen auf: geeignete Weise mit den Walzen bzw. den Kammwalzen verbunden werden. Wegen des häufig erfolgenden Walzenwechsels ist es üblich, die Verbindung des Gelenkkopfes mit dem Walzenzapfen lösbar einzurichten, wobei auf eine möglichst leichte Lösbarkeit Wert zu legen ist. Zur Unterbringung der Verbindung steht zudem nur ein sehr kleiner Raum zur Verfügung, da der Außendurchmesser des Gelenkkopfes den Walzendurchmesser keinesfalls überschreiten darf.
Bei der Einführung von Gelenkspindeln zur Verbindung der Walzen von Walzwerken mit ihrem Antrieb wurden die Gelenkköpfe zunächst in der Art der bekannten Kuppelmuffen ausgebildet, indem sie mit einer entsprechenden Bohrung versehen, auf die Kleeblattzapfen der Walzen aufgesetzt wurden. Eine derartige Verbindung läßt sich jedoch nicht in genügendem Maße spielfrei ausführen. Die auftretenden Schläge führen zu einer vorzeitigen Zerstörung der Gelenke - der Spindeln. Zwar ist es bekannt, die Muffen zur Verbindung von Spindeln und Walzenzapfen mit einer Auskleidung aus elastischem Werkstoff zu versehen oder die Zähne in den Muffen selbst aus elastischem Werkstoff herzustellen, um eine Stoß-'dämpfung zu erzielen. Aber auch diese Muffen können nur unter Wahrung eines entsprechenden Spieles auf die Walzenzapfen aufgesetzt werden, und es verbietet sich, die Gelenkköpfe von Gelenkspindeln in dieser Art mit den Walzenzapfen zu verbinden, da keine einwandfreie Zentrierung der Gelenkköpfe- auf den Walzenzapfen möglich ist und die unvermeidlichen Unwuchten bald zur Zerstörung der Gelenkspindeln führen würden.
Es wurden daher verschiedene andere Verbindungen von Walzenzapfen und Gelenkköpfen von Gelenkspindeln vorgeschlagen. Bei einer dieser Verbindungen werden in Bohrungen, welche parallel zur Walzenachse auf der Trennfuge zwischen Walzenzapfen und Gelenkkopf so angebracht sind, daß sie sowohl in den Walzenzapfen wie auch in den Gelenkkopf einschneiden; Stahlbolzen eingefügt, welche ähnlich wie Paßfedern wirken. Bolzen und Bohrung müssen sehr sorgfältig mit großer Maßhaltigkeit bearbeitet sein, um ein leichtes Aufschieben des Gelenkkopfes auf den Walzenzapfen zu ermöglichen. Die schlagartigen Belastungen, beispielsweise beim Anstich des Walzgutes in den Walzen, führen jedoch sehr bald zu einem Ausschlagen der Bohrung und zu bleibenden Verformungen am Bolzen, da die Verbindung praktisch unelastisch ist. Die Bolzen verklemmen sich dabei in den Bohrungen, so daß sich der Gelenkkopf kaum noch von dem Walzenzapfen abziehen läßt. Zur erneuten Verbindung des Walzenzapfens mit dem Gelenkkopf müssen dann die Bolzen gegen neue ausgetauscht und Walzenzapfen und Gelenkkopf nachgearbeitet werden. Da die auftretenden Schäden im wesentlichen dadurch hervorgerufen werden, daß die Verbindung praktisch unelastisch ist, liegt es nahe, in Anlehnung an die bekannten elastischen Kupplungen, an Stelle der Stahlbolzen solche aus einem elastischen Werkstoff zu benutzen. Während bei den elastischen Kupplungen zwischen den ineinandergreifenden Kupplungshälften ein Ringspalt verbleibt, der den radialen und winkligen Versatz der miteinander zu kuppelnden Wellen ermöglicht, muß der Gelenkkopf spielfrei auf den Walzenzapfen aufgesetzt sein. Die Bolzen sind dann im wesentlichen auf Scherung beansprucht. Die Scherkräfte, die entsprechend dem der Walze zuzuleitenden Drehmoment sehr groß sind; können von elastischen Bolzen nicht aufgenommen werden, selbst dann nicht, wenn die Bolzen aus hochfestem Kunststoff, beispielsweise aus der Gruppe der Polykondensate, bestehen.
Ausgehend von der vorbeschriebenen Verbindung eines Walzenzapfens mit dem Gelenkkopf einer Gelenkspindel und mit dem Ziel, die Verwendung elastischer Bolzen aus Kunststoff zu ermöglichen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, zwei Halbschalen aus Stahl od. dgl. vorzusehen, die den Kunststoffkern umschließen und welche die Trennfuge zwischen dem Walzenzapfen und dem Gelenkkopf überdecken, wobei zwischen den Halbschalen ein ihre gegenseitige Näherung gestattender Spalt vorgesehen ist. Da sich hierbei die vom Gelenkkopf über den Bolzen an den Walzenzapfen zu übertragenden Kräfte über die Halbschalen auf den Bolzen übertragen, werden Scherkräfte von dem Bolzen ferngehalten. Durch den von den Halbschalen mit etwa gleicher Flächenpressung auf den Kunststoffkern ausgeübten Druck wird dieser lediglich elastisch verformt, ohne sich an den Bohrungswandungen zu reiben oder sich in die Trennfuge einzuziehen.
Der Bolzen ist möglichst so in die Bohrung einzusetzen, daß die Spalten zwischen den Halbschalen in einer Ebene senkrecht zu der Richtung der von dem Bolzen zu übertragenden Druckkräfte liegen. Damit der Bolzen während des Betriebes stets in dieser Lage verharrt und gegen Verdrehung gesichert ist, soll erfindungsgemäß der Kunststoffkern an wenigstens einem seiner Enden mit einer nutenförmigen Ausnehmung versehen sein, in die eine, gegenüber dem Gelenkkopf oder dem Walzenzapfen festgelegte Feder eingreift. Durch diese Maßnahme allein wäre zwar der Kunststoffkern gegen Verdrehung gesichert, nicht aber die Halbschalen. Da eine Aufvulkanisierung des Kunststoffkernes auf eine geriffelte Oberfläche der Halbschalen bei der fortlaufenden Verformung des Kunststoffkernes einen starken Abrieb zur Folge hätte, muß eine andere Verbindung von Halbschalen und Kunststoffkern gefunden werden. Erfindungsgemäß wird dieses Problem dadurch gelöst; daß auf die dem Kunststoffkern zugekehrten Wandungen der Halbschalen Kugeln fest aufgebracht sind, um die herum der Kunststoffkern gegossen wird.
Da der Kunststoffkern, wie schon ausgeführt, durch den von den Halbschalen ausgeübten Druck während des Betriebes elastisch verformt wird; dabei sein Volumen aber stets beibehält, kann der Kunststoffkern unter der Wirkung dieses Druckes gegebenenfalls in die Spalten zwischen den Halbschalen eintreten und die gegenseitige Näherung der Halbschalen beeinträchtigen. Nach der Erfindung wird ein Herausquellen des Kunststoffkernesin die Spalte der Halbschalen dadurch vermieden, daß der Kunststoffkern jeweils an den beiden Spalten der Halbschalen über seine ganze Länge mit etwa V-förmigen Ausnehmungen versehen ist. Beim Zusammendrücken des Kunststoffkernes durch die Halbschalen füllt der sonst in die Spalte eindringende Teil des Kunststoffkernes die Ausnehmungen aus, wobei die beiden Wände der V-förmigen Ausnehmungen sich gegeneinanderlegen und ein progressives Federungsverhalten der Bolzen bewirken.
Um eine möglichst große Elastizität des Bolzens zu erhalten, sollen die Halbschalen nicht übermäßig stark ausgeführt werden, da sie sonst nicht mehr genügend Raum für den Kunststoffkern übriglassen. Entsprechend der Beanspruchung der Halbschalen ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung deren Wandstärke in der Druckzone, in der die Belastung am größten ist, vergrößert.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der Zeichnung zu entnehmen, die in Fig. i eine Seitenansicht von Gelenkkopf und Walzenzapfen mit eingelegtem Bolzen, teilweise geschnitten, in Fig. 2 einen Schnitt A-A in der Fig. I und in Fig. 3 den im Schnitt gezeichneten Bolzen in der Fig. 2 in größerem Maßstab zeigt.
Die Walzenzapfen I und der über diesen geschobene Gelenkkopf 2 sind mit einer gemeinsamen axialen Bohrung 3 versehen, die sich zu einem Teil ihres Umfanges im Walzenzapfen I und zum anderen Teil ihres Umfanges im Gelenkkopf 2 erstreckt. In diese Bohrungen 3 wird ein aus zwei Halbschalen 4 und 5 und einem Kunststoffkern 6 gebildeter Bolzen eingeschoben, der eine drehfeste Verbindung von Walzenzapfen I und Gelenkkopf 2 bewirkt.
Um ein Herausfallen des Bolzens aus dem Gelenkkopf 2 beim Abziehen vom Walzenzapfen I zu verhindern, ist der Kunststoffkern 6 auf ein Zentrierstück 7 aufgesetzt, welches durch die Schraube 8 mit dem Gelenkkopf 2 verbunden ist. Die Drehung des Kunststoffkernes 6 in der Bohrung 3 wird durch die am Abdeckring 9 des Gelenkkopfes 2 von der Stiftschraube Io gehaltenen Feder II verhindert, die in eine nutenförmige Ausnehmung I2 des Kunststoffkernes 6 eingreift. Um eine feste Verbindung zwischen dem Kunststoffkern 6 und den Halbschalen 4 und 5 zu erhalten, sind in die Gewindelöcher 13 der Halbschalen 4 und 5 über Schäfte 14 Kugeln I5 eingesetzt, die von dem Kunststoffkern 6 umgeben werden. Die V-förmigen Ausnehmungen 16 verhindern ein Heraustreten des Kunststoffkernes 6 in die Spalten 17 und I8 zwischen den Halbschalen 4 und 5. Da die in Frage kommenden Kupplungen zumeist nur in einer Drehrichtung wirksam sein brauchen, sind, wie der Schnitt A-A in Fig. 2 zeigt, die Halbschalen 4 und 5 so in die Bohrung 3 eingesetzt, daß die durch ihre Spalte gegebene Ebene 19 senkrecht zur Richtung der vom Bolzen zu übertragenden Druckkräfte 2o angeordnet ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Drehfeste Verbindung von Walzenzapfen und Gelenkkopf der Antriebsspindel eines Walzwerkes durch zur Hälfte ihres Umfanges im Walzenzapfen und zur Hälfte ihres. Umfanges .im Gelenkkopf eingebettete Bolzen aus druckfestem, jedoch elastischem Kunststoff, gekennzeichnet durch zwei Halbschalen (4, 5) aus Stahl od. dgl., die den Kunststoffkern (6) so weit umschließen, daß ein die Näherung der beiden Halbschalen (4, 5) .gestattender Spalt (I7, 18) zwischen ihnen verbleibt.
2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Spalte (I7, 18) der Halbschalen (4, 5) gegebene Ebene senkrecht zur Richtung der von dem Bolzen (6) zu übertragenden Kräfte angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffkern (6) an wenigstens einem seiner Enden mit einer nutenförmigen Ausnehmung (I2) versehen ist, in die eine .gegenüber dem Gelenkkopf oder dem Walzenzapfen festgelegte Feder (II) eingreift, so daß der Kunststoffkern (6) unverdrehbar gehalten ist.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die dem Kunststoffkern zugekehrten Wandungen der Halbschalen Kugeln (I5) fest aufgebracht sind, die von dem Kunststoffkern (6) umgeben werden.
5. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffkern (6) jeweils an den beiden Spalten der Halbschalen (4, 5) über seine ganze Länge mit V-förmigen Ausnehmungen (I6) versehen ist.
6. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der Halbschalen (4, 5) in der Druckzone vergrößert ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 929 544; USA.-Patentschrift Nr. 2 394 448; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 671 i02.