-
Ausrückbare mehrteilige Gelenkwelle Die Erfindung bezieht sich auf
eine ausrückbare Gelenkwelle mit Zahnkupplungsteil an jedem ihrer Enden, von denen
das eine als ausrückbare Zahnkupplung ausgebildet ist, die mit einem korrespondierenden
Kupplungsteil der getriebenen Welle zusammenwirkt, und das andere winkelbeweglich
mit einer Zwischenwelle verbunden ist, sowie mit einem das Ein- und Auskuppeln bewirkenden
ortsfesten Kraftantrieb.
-
Bei mehrgerüstigen Walzwerken ist es üblich, zum übergang auf ein
anderes Walzprogramm oder nach Walzenabnutzung die jeweils zwei oder mehr Walzen
enthaltenden Gerüste zusammen mit den Walzen auszubauen und durch andere zu ersetzen.
Bei Gerüsten mit zueinander parallelen, vorzugsweise waagerechten Walzen sind die
getriebenen Walzenwellen mit gleichachsigen treibenden Wellen, eines Getriebes gekuppelt.
Gleiches ist vielfach auch der Fall bei Gerüsten mit mehr als zwei Walzen. Zur Verbindung
jeweils einer Getriebewelle mit einer Walzwerkswelle dient meist eine aus drei Teilen,
nämlich Nabe, Gegennabe und Zwisehenwelle, bestehende beschränkt quer- und winkelbewegliche
Zahnkupplung, die die von den Herstellungsungenauigkeiten und von der Abnutzung
herrührenden Abweichungen im Abstand der Walzenachsen und die bei anstellbaren Walzen
auftretenden Verstellungen zwischen den Achsen der getriebenen und der treibenden
Welle ausgleichen.
-
Beim Walzenwechsel werden in einem derartigen Walzwerk die Gerüste
einzeln oder zu mehreren quer zur Walzrichtung verschoben und dadurch die Kupplungen
außer Eingriff gebracht. Die Gerüste können dann entweder senkrecht oder parallel
zur Walzrichtung verfahren oder vertikal nach oben, z. B. mittels Krans, angehoben
und wegbefördert werden.
-
Anstatt durch Verschieben der Gerüste wird das Entkuppeln vielfach
auch durch Abschieben eines Kupplungsteils von der ihm zugeordneten Welle vorgenommen.
Bei Walzwerken mit unter einem spitzen Winkel, z. B. von 45', gegen die Waagerechte
geneigten Walzen ist das Entkuppeln einzelner, vor allem aber mehrerer Gerüste vom
Getriebe praktisch nur durch Verschieben eines Teils jeder Kupplung möglich. Dies
geschieht bisher durchweg von Hand an jeder Welle für sich und ist infolgedessen
außerordentlich umständlich und zeitraubend.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wellenverbindung zu
schaffen, die einerseits die Vorteile der Zahnkupplung aufweist und es andererseits
gestattet, bei Stillstand des Walzwerks die Zahnkupplungen wahlweise nur eines Gerüsts
allein, einer Gerüstgruppe oder auch aller Gerüste zugleich von einer Stelle aus
zu lösen, und zwar ohne daß während des Betriebs des Walzwerks irgendwelche für
den Ausrückvorgang benötigten Vorrichtungsteile mit Teilen der Zahnkupplung in Berührung
stehen. Sie geht aus von einer an jedem Ende mit einem Zahnkupplungsteil versehenen
zweiteiligen Gelenkwelle, deren einer Teil zum -Zwecke des Ausrückens der mit ihr
verbundenen Kupplungsteile aus dem korrespondierenden Kupplungsteil der getriebenen
Welle gegen Federkraft teleskopartig über den andren Teil geschoben werden kann.
Um die Schwierigkeiten, die die Zuordnung eines Kraftantriebs zu dieser Gelenkwelle,
bietet, zu vermeiden, ist jedoch das nicht ausrückbare Ende der bekannten Gelenkwellg
nicht - wie bei dieser vorgesehen -
unmittelbar mit der treibenden
Welle, sondern -
wie bei einer nicht ausrückbaren Kupplung bekannt
- winkelbeweglich mit einer Zwischenwelle verbunden, die erfindungsgemäß
als Hohlwelle ausgebildet und auf einem die treibende Welle verlängernden Zapfen
urfdrehbar gehalten sowie mit Hilfe des Kraftantriebs axial gegen Federkraft verschieblich
ist und der gegenüber das andere, ausrückbare Gelenkwellenende in ausgerücktem.
Zustand auf einen die Hohlwelle verlängernden Zapfen in allen Richtungen nachgiebig
zentriert ist.
-
Bei dieser Kupplung nimmt die treibende Welle über die undrehbar auf
ihr geführte Hohlwelle und den einerseits deren Ende übergreifenden und mit diesem
verzahnten, andererseits mit der Kupplungsmuffe verzahnten ausrückbaren Gelenkwellenteil
und
die Kupplungsmuffe die anzutreibende Welle mit. Der über mehrere
konzentrische Kugelflächen an der Hohlwelle abgestützte ausrückbare Wellenteil erlaubt
dabei eine leichte Versetzung oder Winkelverstellung zwischen den gekuppelten Wellen.
Ein l#fitnehmerring sorgt dafür, daß der ausrückbare Gelenkwellenteil an allen axialen
Bewegungen der Hohlweffe teilnimmt.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für die den Gegenstand
der Erfindung bildende ausrückbare Wellenkupplung schematisch dargestellt. Darin
zeigt die einzige Figur ein zu einem Walzwerksgerüst gehöriges Kupplungspaar, und
zwar eines davon in Ansicht und das andere im Längsschnitt.
-
Die obere Kupplung ist mit der (nicht gezeichneten) treibenden Welle
der unteren Kupplung über (gleichfalls nicht gezeichnete) auf ihnen festsitzende
und miteinander kämmende Stimräder getriebemäßig verbunden. Die Wellen sind gemeinsam
gegenläufig zueinander über Kegelräder von einem Motor aus antreibbar. Sie sind
gemeinsam innerhalb des Getriebegehäuses 29 ortsfest gelagert. Auf einem
jede Welle 4 verlängernden Zapfen 11 ist eine Hohlwelle 10 axial verschiebbar,
aber undrehbar geführt, die den axial verschiebbaren Teil der im Sinne der Erfindung
ausgestalteten Kupplung bildet.
-
Wie aus dem Schnitt der oberen Kupplung ersichtlich, ist jede dieser
Hohlwellen 10 auf dem Zapfen 11 der zugeordneten Welle 4 über einen
Keil 12 undrehbar, aber axial verschieblich gehalten und über in ihrem Innern angeordnete
Druckfedern 39
auf mit den Stimflächen dieser Wellenenden verschraubten Druckplatten
abgestützt. Die freien Enden der Hohlwellen 10 sind durch je eine
Stirnkappe 15 verschlossen, die das andere Widerlager für die Druckfedern
39 bildet. Die Kappe 15 hat eine kugelige Außenfläche. Am gleichen
Ende ist die Hohlwelle 10 mit einem äußeren Ringbund 13 versehen,
in dessen Umfang Zähne 14 eingeschnitten sind. Die balligen Kopfflächen dieser Zähne
14 haben mit der Kugelfläche der Kappe 15 einen gemeinsamen Mittelpunkt.
Das freie Ende der Hohlwelle 10 einschließlich des Ringbundes 13 ist
von dem glockenartigen Ende des Zwischenteils 20 übergriffen, der mit einer kugeligen
Hohlfläche auf der Kugelfläche der Stimkappe 15 aufsitzt und dessen Rand
an seiner Innenseite mit Zähnen 18 besetzt ist, die zwischen die Zähne 14
des Ringbundes 13 der Hohlwelle 10 eingreifen. Ein mit der rückwärtigen
Stimfläche des Zwischenteils 20 verschraubter Flanschring21 sichert den Zwischentei120
auf der Hohlwelle10 gegen axiale Verschiebung, ohne eine begrenzte Winkelverstellung
des Zwischenteils 20 zur Achse der Hohlwelle 10 zu verhindern. Zur Entlastung
der Kopfflächen der Zähne 14 ist der Zwischenteil 20 zusätzlich mit der zylindrischen
Innenseite eines axialen Ansatzes am Mitnehmerring 21 auf einer baHigen erhabenen
Ringfläche 17 abgestützt, die an der Hohlwelle 10 innerhalb einer
Hinterschneidung des Ringbundes 13 vorgesehen ist. Die ballige Ringfläche
17 hat den gleichen Mittelpunkt wie die Kugelfläche der Kappe 15 und
die Kopfflächen der Zähne 14. Der Zwischenteil 20 ist nachgiebig auf die Achse der
Hohlwelle 10 ausgerichtet mit Hilfe von radialen Zugfedern 22, die
1
innerhalb einer zentrischen Bohrung des Zwischenteils 20 einerseits an diesen,
andererseits an einen Zapfen 16 der Hohlwelle 10 aufgehängt sind,
der in diese Bohrung hineinragt. Hierdurch wird ein Ab-
kippen des aus der
Kupplungsmuffe ausgezogenen Gelenkwellenteils aus der gemeinsamen Achse verhütet
und damit das Wiedereinkuppeln erleichtert.
-
Das freie Ende des Zwischenteils 20 greift in üblicher Weise in eine
Kupplungsmuffe 24 ein, die fest, z. B. durch eine Schrumpfverbindung 25,
mit der angetriebenen Welle oder einem Walzenzapfen 26 verbunden ist. Zwischenteil
20 und Muffe 24 sind in bekannter Weise durch eine eine begrenzte Winkelverstellung
ihrer Achsen zulassende Verzahnung 19 drehfest miteinander verbunden.
-
An ihrem getriebeseitigen Ende ist die Hohlwelle 10 mit einem
äußeren Ringbund 27 versehen, gegen dessen vom Getriebe abgewandte Ringfläche
eine Büchse 28 mit einem inneren Ringbund 33 gegen die Kraft einer
Feder 40 andrückbar ist. Die Büchse 28 umgibt die Hohlwelle 10 mit
Abstand, so daß beide sich nicht berühren, solange nicht die Büchse durch einen
äußeren Kraftantrieb gegen den Ringbund 27 der Hohlwelle angedrückt wird,
um diese in Richtung auf das Getriebe so weit zu verschieben, bis der dabei mitgenommene
Zwischenteil 20 außer Eingriff mit der Kupplungsmuffe 24 ist.
-
Als Kraftantrieb zum Ausrücken der Kupplung dient eine hydraulische
Druckvorrichtung, deren ringförmiger Kolben von der Büchse 28 gebildet wird
und deren ringförmiger Zylinder innen von einem in eine zylindrische Bohrung des
Getriebegehäuses 29 eingesetzten und durch Schrauben 32
an diesem befestigten
Ring 30 mit Flansch 31 begrenzt ist. An der äußeren Zylinderwand ist
der Kolben mit Gleitringen 34 geführt. Durch einen Ring 35 und Schrauben
38 an der Kolbenbüchse 28
befestigte Dichtungen 36 und
37 schließen den Zy-
linderraum 41 druckdicht ab. Eine Bohrung 42 in
der äußeren Zylinderwand dient zum Einführen von Druckmittel in den Zylinderraum
41.
-
Zum Entkuppeln der Walzen eines auszubauenden Gerüsts von ihren Antrieben
wird Druckmittel in die Zylinderräume 41 der zugehörigen Kupplungen eingeführt,
wodurch die Kolbenbüchsen 28 nach kurzem Leerlaufweg über die Ringbunde
27 die Hohlwellen 10 und die auf ihnen sitzenden Zwischenteile 20
in Richtung auf die Getriebewellen 4 und 5 verschieben, bis die Zwischenteile
20 völlig aus den Kupplungsmuffen 24 ausgezogen sind. Dabei werden die Federn
39 und 40 zusammengedrückt. Das Gerüst kann jetzt seitlich oder nach oben
von seinen Auflagern abgehoben werden.
-
Nach Einsetzen eines neuen Gerüsts wird das Druckmittel wieder aus
den Zylinderräumen 41 abgelassen, wobei die Feder 40 die Kolbenbüchse
28
und der Federsatz 39 die Hohlwelle 10 in Richtung auf die
Gerüstwalzen verschieben, bis die dabei mitgenommenen Zwischenteile 20 in Eingriff
mit den Kupplungsmuffen des neuen Gerüsts kommen. Im Falle einer Abweichung der
Walzenachsen von den Getriebewellenachsen können sich dabei die Zwischenteile 20
auf den Hohlwellen 10 schräg einstellen.