DE19956942A1 - Lagerung für eine ein umlaufendes Werkzeug tragende Welle - Google Patents
Lagerung für eine ein umlaufendes Werkzeug tragende WelleInfo
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Abstract
Es wird eine Lagerung für eine ein umlaufendes Werkzeug tragende Welle angegeben, wobei die Welle beidseits des Werkzeugs wenigstens mittelbar in einem Wälzlager drehbar ist, von denen eines zum Werkzeugwechsel zusammen mit seiner auf das freie Wellenende aufschiebbaren Lagerhülse abziehbar ist. Dabei ist vorgesehen, daß der durch die Welle wenigstens mittelbar getragene Sitz der Lagerhülse durch einen sich zum Wellenende hin verjüngenden Kegelmantel gebildet ist, daß die Lagerhülse eine dem Kegelmantel entsprechende Kegelbohrung aufweist, und daß die Lagerhülse durch mittels eines Anschlages begrenzte Axialverschiebung gegenüber dem Kegelmantel um ein eine definierte Einstellung eines eingeengten Wälzlagerspiels ergebendes Maß radial aufgeweitet ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine Lagerung für eine ein umlaufendes Werkzeug
tragende Welle, wobei die Welle auf einer Seite des Werkzeugs in einem
ortsfesten Wälzlager axial unverschiebbar und mit ihrem auf der anderen
Seite des Werkzeugs gelegenen freien Ende wenigstens mittelbar in einem
zum Werkzeugwechsel axial abziehbaren Wälzlager drehbar ist, welches
mit seinem Außenring in einem verschiebbaren Lagerbock und innen ge
gebenenfalls über einen Innenring auf einer auf das freie Wellenende auf
schiebbaren Lagerhülse axial festgelegt ist.
Eine solche Lagerung findet insbesondere bei Walzwerken Verwendung,
bei denen die das Werkzeug darstellenden Profilwalzen verhältnismäßig oft
gewechselt werden müssen, wobei dazu eines der Wälzlager entfernt wer
den muß, um die jeweilige Profilwalze von der Welle herunternehmen und
durch eine andere Profilwalze ersetzen zu können. Es sind jedoch auch
anderweitige Anwendungsfälle für eine solche Lagerung denkbar bei
spielsweise bei Portalfräsmaschinen, bei denen ebenfalls zum Werkzeug
wechsel ein Lager der Fräserwelle fortgenommen werden muß. Nachfol
gend wird zur Beschreibung der Erfindung der Einfachheit halber nur noch
auf deren Anwendung bei Walzwerken Bezug genommen, ohne daß da
durch jedoch der Verwendungsbereich des Gegenstandes der Erfindung
eingeschränkt sein soll.
Bei modernen hochbelasteten Walzwerken, wie sie beispielsweise für die
Herstellung dickwandiger Präzisionsrohre Verwendung finden, wird eine
hohe Rundlaufgenauigkeit der auswechselbaren Profilwalzen gefordert, die
möglichst besser als 0,01 mm sein soll. Außerdem müssen hohe Walz
kräfte erzeugt werden können, was eine entsprechende Starrheit des
Walzstuhles voraussetzt. Da die Walzen oftmals mehrfach am Tag ge
wechselt werden müssen, muß ein solcher Wechsel in kurzer Zeit möglich
sein, um die Rüstkosten so klein wie möglich zu halten. Schließlich sind
lange Betriebszeit und geringe Zeitaufwendungen für Wartung und In
standhaltung gefordert.
Aus diesem Anforderungskatalog folgt, daß die Walzen zwischen zwei
Wälzlager für die Walzenwelle aufweisenden Walzenständern angeordnet
werden müssen. Zur leichten und schnellen Auswechselbarkeit auf fliegend
gelagerten Wellen angeordnete Walzen, wie sie vielfach üblich sind, kön
nen nicht verwendet werden, weil diese das Auftreten hoher Walzkräfte
nicht erlauben.
Bezüglich der geforderten langen Betriebszeit und Wartungsfreiheit müs
sen außerdem alle an der Lagerung beteiligten Bauteile dauerfest sein,
wobei insbesondere an den Kontaktstellen zwischen den hochbean
spruchten Teilen kein Passungsrost auftreten darf.
Bisher bekannte Konstruktionen konnten für die Anordnung des abziehba
ren Wälzlagers keine technisch befriedigende Lösung liefern, da bei ihnen
das Wälzlager über eine Lagerhülse mit zylindrischer Bohrung auf einen
zylindrischen Mantel des freien Wellenendes geschoben ist mit der Folge,
daß sich bei dieser aus Montagegründen ein geringes Spiel aufweisenden
Paarung aufgrund der durch das Walzen verursachten Mikrobewegungen
schon nach kurzer Zeit Passungsrost bildet.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, bei einer Lagerung der eingangs ge
nannten Art das zum Werkzeugwechsel verschiebbare Lager derart auszu
bilden, daß die beteiligten Bauteile gegenseitig spielfrei angeordnet sind
und außerdem eine Herabsetzung des dem zugeordneten Wälzlager von
Haus aus anhaftenden Lagerspieles ermöglichen. Dabei soll sich die neue
Bauform im Rahmen des bisherigen Bauteilaufwandes bewegen und damit
verhältnismäßig einfach und kostengünstig gestalten.
Ausgehend von einer Lagerung der eingangs genannten Art ist diese Auf
gabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der durch die Welle wenig
stens mittelbar getragene Sitz der Lagerhülse durch einen sich zum Welle
nende hin verjüngenden Kegelmantel gebildet ist, daß die Lagerhülse eine
dem Kegelmantel entsprechende Kegelbohrung aufweist, und daß die La
gerhülse durch mittels eines Anschlages begrenzte Axialverschiebung ge
genüber dem Kegelmantel um ein eine definierte Einstellung eines einge
engten Wälzlagerspiels ergebendes Maß radial aufgeweitet ist.
Diese erfindungsgemäßen Maßnahmen haben die Wirkung, daß nunmehr
der zum Abziehen des Wälzlagers lösbare Preßsitz der Lagerhülse auf
dem freien Wellenende im montierten Zustand vorgespannt und damit voll
kommen spielfrei gestaltet ist, wodurch dort die Voraussetzungen zur Bil
dung von Passungsrost beseitigt sind. Außerdem läßt sich vermittels des
konischen Sitzes der Lagerhülse auf dem freien Wellenende die Lagerhül
se durch entsprechende Verschiebung gegenüber dem freien Wellenende
um ein definiertes Maß aufweiten, so daß sich das dem Wälzlager von
Haus aus anhaftende Lagerspiel gegebenenfalls durch gleichzeitige ent
sprechende Aufweitung des Wälzlagerinnenringes auf ein Minimum verrin
gern läßt. Dabei ist das Maß dieser Aufweitung durch den erwähnten An
schlag für die Verschiebbarkeit der Lagerhülse begrenzt bzw. definiert, so
daß nach einem Abziehen des Wälzlagers zum Wechsel der Profilwalzen
das erneute Aufsetzen des Wälzlagers wieder die gleichen Sitzverhältnisse
ergibt.
Auf diese Weise ist eine Lagerung für die Profilwalzen von Walzwerken
geschaffen, die bei höchster Rundlaufgenauigkeit große Walzkräfte auf
nehmen kann ohne die Gefahr, daß sich innerhalb der Anordnung des ab
nehmbaren Lagers durch Bildung von Passungsrost Verschleißerscheinun
gen ergeben können. Andererseits bewegt sich die erfindungsgemäße
Konstruktion hinsichtlich ihres Bauaufwandes und Platzbedarfes innerhalb
des bisherigen Rahmens, vermeidet also einen zusätzlichen Aufwand für
Wartung und Instandhaltung, obwohl andererseits durch die Beseitigung
von Verschleißmöglichkeiten eine Heraufsetzung der Standzeit erreicht
werden konnte.
Der Kegelmantel kann unmittelbar durch das freie Wellenende gebildet
sein. Je nach Aufbau der Konstruktion im einzelnen insbesondere im Hin
blick auf die Anbringung der Profilwalzen kann jedoch auch der Kegel
mantel durch eine mit dem freien Wellenende fest verbundene Konusbüch
se aus Metall gebildet sein, die vor ihrem Aufsetzen auf das freie Welle
nende die Montage von Bauteilen für die Befestigung der Profilwalzen er
laubt. Damit nun auch zwischen dieser Konusbüchse und dem Wellenende
Spielfreiheit gewährleistet ist, ist es zweckmäßig, die Konusbüchse auf das
freie Wellenende aufzuschrumpfen. Statt dessen oder auch zusätzlich kann
dabei vorgesehen sein, daß die Konusbüchse mit einem nach radial innen
gerichteten, umlaufenden Steg in Anlage gegen die Stirnfläche des freien
Wellenendes ist, und daß Steg und Wellenende durch Schraubmittel lösbar
miteinander verbunden sind.
Was die Konizität der Paarung von Kegelmantel am Wellenende und Ke
gelbohrung der Lagerhülse gegenüber deren Achse betrifft, so weist diese
zweckmäßig einen Winkel oberhalb des wirksamen Reibungswinkels auf,
damit der Lösung des abziehbaren Lagers kein zusätzlicher Widerstand
entgegensteht. Geht man davon aus, daß die Paarung von Kegelmantel
und Kegelbohrung zweckmäßig mit Molybdändisulfid geschmiert ist, so läßt
sich ein Kegelwinkel von etwa 7° gegenüber der Wellenachse verwirkli
chen.
Zur mehr ins einzelne gehenden Gestaltung des Sitzes der Lagerhülse auf
dem freien Wellenende hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß die Lager
hülse einen nach radial innen gerichteten Bund als Anschlag aufweist, und
daß der Bund mit seiner der Welle zugewandten Radialfläche in Anlage an
der radialen Stirnfläche des freien Wellenendes bzw. der freien Stirnfläche
der Konusbüchse gehalten ist. Für diese Halterung ist es vorteilhaft, daß in
einer konzentrischen Bohrung des freien Wellenendes ein dieses überra
gender Spannbolzen befestigt ist, daß sich in einer endständigen,
achsparallelen und durch den Bund begrenzten Bohrung der Lagerhülse
eine kreisscheibenförmige Spannplatte in Anlage gegen den Bund befindet,
daß der Spannbolzen eine zentrale Bohrung der Spannplatte mit seinem
ein Außengewinde aufweisenden Ende durchdringt, und daß der Bund der
Lagerhülse über eine auf das Außengewinde und gegen die Spannplatte
geschraubte Spannmutter gegen die Stirnfläche des Wellenendes bzw. der
Konushülse gespannt ist. Dabei kann zur Montageerleichterung die Spann
platte über sie mit dem Bund verbindende Schraubmittel lösbar mit der La
gerhülse verbunden sein.
Wie bereits geschildert, ist durch die Anlage des Bundes der Lagerhülse
gegen die Stirnfläche des freien Wellenendes grundsätzlich die radiale
Aufweitung von Lagerhülse und gegebenenfalls Innenring des Wälzlagers
und damit die Einschränkung des Wälzlagerspieles in ihrer Größenordnung
vorherbestimmt. Um hier jedoch eine höchste Genauigkeit sicherzustellen
und eventuelle Fertigungstoleranzen auszugleilchen bzw. in ihrer Wirkung
zu beheben, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß zur Endbearbeitung
der das Wälzlager tragenden, zylindrischen Mantelfläche der Lagerhülse
deren Bund über diesen durchdringende und in die Stirnfläche des Wellen
endes bzw. der Konusbüchse gehende Schraubmittel gegen die jeweilige
Stirnfläche spannbar ist. Hier wird also die Lagerhülse zunächst ohne die
später verwendeten Mittel in Form von Spannplatte und Spannbolzen fest
auf dem Wellenende bzw. der von diesem getragenen Konusbüchse in ei
ner Weise montiert, die den bei der Bearbeitung des Mantels der Lagerhül
se auftretenden Kräften Stand hält. Nunmehr kann die Welle auf einer ge
eigneten Werkzeugmaschine zwischen Spitzen gelagert und die endgültige
Fertigstellung des Mantels der Lagerhülse auf ein solches Maß vorgenom
men werden, wie es der gewünschten Einengung des Lagerspiels des
später vom Mantel getragenen Wälzlagers entspricht.
Damit das Ergebnis dieser hochgenauen Fertigung auch im späteren Ge
brauch erhalten bleibt, ist es zweckmäßig, daß die gegenseitige Position
von Lagerhülse und Welle bzw. Konusbüchse in Umfangsrichtung festge
legt ist, wobei die Positionierung durch einen in eine Bohrung des Bundes
und der Stirnfläche bzw. der Konusbüchse ragenden, zur Welle achsparal
lelen Indexstift vorgenommen werden kann.
Um zu verhindern, daß im Betrieb Verunreinigungen an die konische Paa
rung zwischen Wellenende bzw. Konusbüchse und Lagerhülse gelangen
können, ist es vorteilhaft, daß die Lagerhülse im Bereich ihres die Welle
umfangeden Endes eine gegen, das benachbarte Innenteil in Anlage be
findliche, umlaufende Dichtung aufweist.
Schließlich kann grundsätzlich vorgesehen sein, daß die Lagerhülse als in
Umfangsrichtung geschlossenes Bauteil ausgebildet ist. Denn die beim
Aufspannen sich ergebende radiale Aufweitung der Lagerhülse liegt nur im
Bereich von wenigen 1/100 mm bei einem vor dem Spannen vorhandenen
Abstand zwischen Bund der Lagerhülse und Stirnfläche der Welle bzw. Ko
nusbüchse im Bereich von etwa 0,6 mm. Je nach den Umständen des Ein
zelfalles besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Lagerhülse zur leichteren
Aufweitung mit Längsschlitzen zu versehen. Dann sollten jedoch zweck
mäßigerweise die Längsschlitze mit elastischem Dichtungsmaterial vergos
sen sein, um das Eindringen von Verschmutzungen in den Bereich der ko
nischen Paarung von Lagerhülse und Welle bzw. Konusbüchse zu verhin
dern.
Weitere erfindungswesentliche Merkmale und Einzelheiten ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen, die auf der
Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 die Schnittansicht eines Walzenstuhls;
Fig. 2 die vergrößerte Darstellung eines abnehmbaren Lagers aus
Fig. 1;
Fig. 3 die Darstellung einer Walzenwelle aus Fig. 1 mit einer abe
wandelten Ausbildung der Profilwalzenbefestigung und
Fig. 4 eine Walzenwelle mit abgewandelter Ausbildung des abziehba
ren Lagers und der Profilwalzenbefestigung.
Fig. 1 zeigt in Schnittansicht einen Walzenstuhl mit Profilwalzen 1, 2 tra
genden Wellen 3, 4, die beidseits der Profilwalzen 1, 2 wenigstens mittel
bar in Wälzlagern 5 bis 8 drehbar sind. Die Wälzlager sitzen in Walzen
ständern 9, 10, von denen der Walzenständer 9 mit den von ihm aufge
nommenen Wälzlagern 5, 7 ortsfest ist, während der Walzenständer 10 mit
den von ihm aufgenommenen Wälzlagern 6, 8 in Richtung der Wellenach
sen 11, 12 verschoben werden kann, um ein Auswechseln der Profilwalzen
1, 2 zu ermöglichen. Am rechten Ende der Wellen 3, 4 sind noch auf diese
aufgesetzte und mit ihnen über Paßfedern 13, 14 drehverbundene An
schlußnaben 15, 16 ersichtlich, über die die Wellen 3, 4 an nicht darge
stellte Antriebe angeschlossen sind.
Im vorliegenden Falle sind die im fest installierten Walzenständer 9 zuge
ordneten Wälzlager 5, 7 als Radial-Axial-Lager ausgebildet, um auch auf
die Wellen 3, 4 gehende Axialkräfte abstützen zu können. Entsprechend
sind die Wellen 3, 4 in den Wälzlagern 5, 7 in an sich bekannter und daher
nicht näher beschriebener Weise axial unverschiebbar angeordnet. Dem
gegenüber sind die Wälzlager 6, 8 des Walzenständers 10 reine Radialla
ger. Alle Wälzlager sind im übrigen in an sich bekannter Weise soweit er
forderlich durch Dichtungen 17 bis 22 gegen Verschmutzung geschützt.
Die Lagerung der freien Wellenenden 23, 24 in den Wälzlagern 6, 8 sowie
die lösbare Befestigung der Profilwalzen 1, 2 auf den Wellen 3, 4 wird nun
anhand der Fig. 2 näher erläutert, die in vergrößerter Darstellung das
freie Ende 23 der Welle 3 mit Wälzlager 6 und Profilwalze 1 zeigt.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sitzt auf dem zylindrischen Mantel des freien
Wellenendes 23 eine Büchse 25 derart, daß sie mit einem nach radial in
nen gehenden Steg 26 in Anlage an der radialen Stirnfläche 27 des Wellen
endes 23 ist, wobei diese Anlage durch mehrere über den Umfang ver
teilte Schrauben 28 festgelegt ist. Außerdem kann die Büchse 25 noch zu
sätzlich auf den zylindrischen Mantel des Wellenendes 23 aufgeschrumpft
sein.
Die Mantelfläche der Büchse 25 ist durch einen sich zur Stirnfläche 27 des
freien Wellenendes 23 hin verjüngenden Konus 29 gebildet, auf dem eine
Lagerhülse 30 mit einer entsprechend ausgebildeten konischen Bohrung
31 sitzt. Die Lagerhülse 30 trägt auf ihrem zylindrischen Außenmantel 32
den Innenring 33 des Wälzlagers 6, dessen Außenring 34 in einer entspre
chenden Bohrung des Walzenständers 10 sitzt. Der Innenring 33 des
Wälzlagers 6 ist auf dem Mantel 32 der Lagerhülse 30 durch von dieser
getragene Sprengringe 35, 36 axial festgelegt. An ihrem der Profilwalze 1
zugewandten Ende weist die Lagerhülse 30 eine gegen das benachbarte
Innenteil in Anlage befindliche, umlaufende Dichtung 75 auf, um das Ein
dringen von Schmutz in die konische Paarung von Konusbüchse 25 und
Lagerhülse 30 zu verhindern.
In einer gegenüber der Darstellung in Fig. 2 abgewandelten Bauform
kann auch vorgesehen sein, auf den Innenring 33 des Wälzlagers 6 und 8
zu verzichten, da die Lagerhülse 30 gehärtet ist, so daß ihr Mantel 32 als
Lauffläche für die Wälzkörper der Wälzlager dienen kann. Dabei bleiben
dann zur axialen Festlegung die Sprengringe 35, 36, jedoch in einer sol
chen Distanz zu den Wälzkörpern, daß sie deren Lauf nicht beeinträchti
gen.
Die Lagerhülse 30 weist einen nach radial innen gehenden Bund 37 auf,
mit dem sie sich in Anlage an der freien, radialen Stirnfläche 38 der Ko
nusbüchse 25 befindet, wobei dann die Lagerhülse 30 durch Wirkung der
konischen Paarung 29, 31 sowie der Innenring 33 des Wälzlagers 6 radial
soweit aufgeweitet sind, daß die Lagerhülse 30 spielfrei auf der Konushül
se 25 sitzt und das dem Wälzlager 6 von Haus aus anhaftende Radialspiel
auf ein definiertes Maß eingeengt ist.
Um diese Aufspannung der Lagerhülse 30 auf der Konusbüchse 25 und
damit auf dem freien Wellenende 23 herzustellen, dient ein Spannbolzen
39, der in einer konzentrischen Bohrung 40 des freien Wellenendes 23
befestigt, beispielsweise fest eingeschraubt ist. Der Spannbolzen 39
durchragt eine zentrale Bohrung 41 einer kreisscheibenförmigen Spann
platte 42, die sich auf der wellenabgewandten Seite in Anlage gegen den
Bund 37 befindet. Auf ein endständiges Gewinde 43 des Spannbolzens 39
ist eine Spannmutter 44 gegen die Spannplatte 42 geschraubt, wodurch
letztendlich der Bund 37 gegen die Stirnfläche 38 gezogen wird. Um die
Spannplatte 42 unverlierbar aber lösbar mit der Lagerhülse 30 zu verbin
den, können die Spannplatte 42 durchdringende Schrauben 45 dienen, die
in eine Gewindebohrung des Bundes 37 gehen.
Um die den gewünschten Anforderungen entsprechenden Abmessungen
des zylindrischen Mantels 32 der Lagerhülse 30 endgültig zu fertigen, kann
vorgesehen werden, daß diese Endbearbeitung bei auf das Wellenende 23
und die Konusbüchse 25 aufgesetzter Lagerhülse 30 stattfindet, wozu dann
die Welle 3 auf der entsprechenden Bearbeitungsmaschine zwischen Spit
zen eingespannt wird. Für diese Endbearbeitung ist natürlich die Profilwal
ze 1 mit ihren noch zu beschreibenden Befestigungsmitteln noch nicht
montiert. Außerdem werden dazu der Spannbolzen 39 sowie die Spann
platte 42 mit ihren Befestigungsmitteln 45 fortgelassen. Statt dessen wird
der Bund 37 über später wieder fortfallende und über den Umfang verteilte
Schrauben 46 gegen die Stirnfläche 38 der Konushülse 25 gespannt. Dabei
findet gleichzeitig eine endgültige Positionierung der Lagerhülse 30 ge
genüber der Konusbüchse 25 in Umfangsrichtung über einen Indexstift 47
statt, der verschiebbar in einer Bohrung 48 des Bundes 37 der Lagerhülse
30 und dauerhaft in einer Bohrung 49 des Steges 26 der Konusbüchse 25
sitzt. Die Bohrung 48 weist in Richtung auf den Steg 37 eine konische Er
weiterung 50 auf, um das richtige Aufsetzen der Lagerhülse 30 zu erleich
tern. Wie gesagt, werden die Schrauben 46 nach erfolgter Endbearbeitung
des Mantels 32 der Lagerhülse 30 wieder entfernt und es wird dann die La
gerhülse 30 mit der Spannplatte 42 ausgestattet und der Spannbolzen 39
in die Welle 3 eingesetzt.
Wie ersichtlich, ermöglicht es die geschilderte Konstruktion, durch einfa
ches Lösen der Spannmuttern 44 die auf den Wellenenden 23, 24 (Fig. 1)
sitzenden Lagerhülsen 30 zu lösen, so daß der Walzenständer 10 zusam
men mit den Wälzlagern 6, 8 von diesen Wellenenden heruntergeschoben
werden kann, um die Wellenenden für ein Auswechseln der Profilwalzen 1,
2 freizumachen, wozu, um das hier nur einmal der Vollständigkeit halber zu
erwähnen, der maximale Außendurchmesser des Konus 29 bzw. des die
sen tragenden Bauteiles natürlich kleiner ist als der Durchmesser der Boh
rung der Profilwalzen 1, 2. Anschließend kann der Walzenständer 10 wie
der in die aus Fig. 1 und 2 ersichtliche Position zurückgeschoben werden,
es können die Lagerhülsen 30 vermittels der Indexstifte 47 gegenüber den
Konusbüchsen 25 in Umfangsrichtung justiert werden und es können
schließlich die Lagerhülsen 30 durch Aufschrauben der Spannmuttern 44
wieder in die aus der Zeichnung ersichtliche Stellung geschoben werden,
bei der sie spielfrei auf den Konusbüchsen 25 sitzen und das Radialspiel
der Wälzlager 6, 8 auf das vorherbestimmte Maß einschränken.
Zur Befestigung der Profilwalzen 1, 2, die in ihren aus Fig. 1 und 2 er
sichtlichen Einzelheiten an sich bekannt ist, dient eine auf einen Kegel
mantel 51 der Wellen 3, 4 aufschiebbare Hülse 52 mit zum freien Welle
nende 23 bzw. 24 hin sich verjüngender Kegelbohrung und einem zur zy
lindrischen Aufnahmebohrung 53 der Profilwalzen 1, 2 passenden zylindri
schen Mantel. Wird die Hülse 52 bezogen auf Fig. 1 und 2 nach rechts
auf dem Kegelmantel 51 der Welle 3 bzw. 4 verschoben, so erfährt sie eine
Aufweitung, durch die die jeweilige Profilwalze 1, 2 auf der Welle 3, 4 fest
gespannt wird.
Um die Verschiebung der Hülse 51 zu bewerkstelligen, ist diese im Bereich
der freien Wellenende 23, 24 mit einem endständigen, nach radial innen
gerichteten Bund 54 zwischen hydraulisch betätigbaren Ringkolben 55, 56
eingefangen, die einerseits in der dem Bund 54 zugewandten Stirnfläche
der Konusbüchse 25 und andererseits in einer durch einen Absatz 57 der
Welle 3 bzw. 4 gebildeten Stirnfläche parallel zur Wellenachse 11 bzw. 12
durch Wirkung eines hydraulischen Druckmittels verschiebbar sind. Dabei
haben die genannte Stirnfläche der Konusbüchse 25 sowie des Absatzes
57 der Welle 3 bzw. 4 einen solchen die axiale Breite des Bundes 54 über
schreitenden Abstand, das der Bund 54 zwischen diesen Stirnflächen um
einen zum Spannen und zum Lösen der Hülse 52 dienenden Betrag axial
verschoben werden kann.
Das hydraulische Druckmittel wird den Ringkolben 55 bzw. 56 durch Betä
tigung von Stellkolben 58, 59 zugeführt, die in Gewindebohrungen der Ko
nushülse 25 bzw. des freien Wellenendes 23, 24 sitzen und mit ihrem dem
Hydrauliksystem abgewandten Ende über Bohrungen der Konushülse 25
bzw. deren Steges 26 durch Schraubmittel erreichbar sind. Wird nun bei
spielsweise der Stellkolben 59 durch die genannten Schraubmittel bezogen
auf Fig. 2 von links nach rechts geschraubt, so drückt er das hydraulische
Druckmittel über die Leitungsverbindung 60 auf die Rückseite des Ringkol
bens 56, wodurch dieser nach links in die aus Fig. 2 ersichtliche Position
geschoben wird, die zu einer Verschiebung der Hülse 52 nach links und
damit zu einem Lösen der Aufspannung der Profilwalze 1 bzw. 2 führt.
Umgekehrt führt eine entsprechende Bewegung des Stellkolbens 58 nach
rechts zu einer gleichgerichteten Verschiebung des an ihn hydraulisch an
geschlossenen Ringkolbens 55 sowie der Hülse 52 und damit zum Fest
spannen der Profilwalze 1 bzw. 2 auf der zugeordneten Welle 3 bzw. 4.
Der Gegenstand gemäß Fig. 3 entspricht im wesentlichen dem anhand
der Fig. 1 und 2 beschriebenen Gegenstand, weshalb insoweit auf die
bisherigen Ausführungen verwiesen wird. Unterschiedlich ist jedoch, daß
die Hülse 52 gemäß Fig. 2 mit konischer Bohrung zur Paarung mit einem
entsprechend konischen Sitz 51 der Welle 3 bzw. 4 bei der Ausführungs
form gemäß Fig. 3 ersetzt ist durch eine Hülse 61 mit zylindrischem
Mantel und zylindrischer Bohrung für den Sitz auf einem zylindrischen
Wellenabschnitt 62, auf dem im Bereich des Innendurchmessers der Pro
filwalze 1 mindestens ein Radial-Spannelement spielfrei angeordnet ist,
das durch die in axialer Richtung wirkende Spannkraft seinen Außen
durchmesser vergrößert, womit sich die Profilwalze 1 auf dem Wellenab
schnitt 62 verklemmen bzw. spannen läßt. In Fig. 3 sind beispielhaft zwei
gleiche Pakete 63 in Richtung der Achse 11 nebeneinander angeordneter,
als sogenannte RINGSPANN-Scheiben bekannte Radial-Spannelemente
dargestellt. Aufgebracht wird die Spannkraft wiederum durch Axialbewe
gung der Hülse 61 über deren Bund 64 vermittels des Ringkolbens 55, wo
bei die Hülse 61 am anderen Ende gegen einen Bund 65 der Welle 3 abe
stützt ist. Zum Lösen dieser Spannverbindung zwischen Wellenabschnitt
62 und Profilwalze 1 wird die Hülse wieder in der bereits beschriebenen
Weise durch den Ringkolben 56 nach links freigelassen, so daß sich das
Paket 63 aus Tellerfedern bzw. Ringspannelementen entspannen kann.
Schließlich zeigt Fig. 4 noch ein Beispiel dafür, daß die Aufspannung der
Profilwalze 1 auf einem zylindrischen Abschnitt 66 der Welle 3 auch durch
eine auf dem Wellenabschnitt 66 mit ihren axialen Enden dicht befestigte
Dehnspannhülse 67 erfolgen kann, die über eine Leitung 68 von innen mit
einem Druckmittel unmittelbar beaufschlagt werden kann durch einen
Stellkolben 69, der von der Stirnseite 70 des freien Wellenendes 71 her in
eine Gewindebohrung eingeschraubt ist. Wird der Stellkolben 69 von sei
nem zugänglichen Ende her durch Schraubmitteln in die ihn aufnehmende
Bohrung des Wellenendes 71 gedreht, so schiebt er das vor ihm befindli
che Druckmittel über die Leitung 68 auf die Innenseite der den Spannhülse
67, wodurch diese nach radial außen gedrängt wird und damit die Profil
walze 1 gegenüber dem Wellenabschnnitt 66 verspannt.
Ein Spannmechanismus dieser anhand der Fig. 4 geschilderten Art gibt
nun aber die Möglichkeit, den Kegelmantel 72 zum Verspannen der Lager
hülse 73 für das Wälzlager 6 unmittelbar am freien Ende 71 der Welle 3
auszubilden. Im übrigen gilt für die Spannhülse 73 mit ihrem gegen die
Stirnfläche 70 des Wellenendes 71 gehenden Bund 74 wieder das anhand
der Fig. 1 und 2 gesagte entsprechend, weshalb auch die dortigen Ein
zelheiten bezüglich Schrauben 45, 46, Indexstift 47 etc. hier der Einfach
heit halber nicht noch einmal dargestellt sind. Lediglich Spannbolzen 39,
Spannscheibe 42 und Spannmutter 44 sind noch einmal veranschaulicht.
Claims (16)
1. Lagerung für eine ein umlaufendes Werkzeug tragende Welle, wobei die
Welle auf einer Seite des Werkzeugs in einem ortsfesten Wälzlager axial
unverschiebbar und mit ihrem auf der anderen Seite des Werkzeugs gele
genen freien Ende wenigstens mittelbar in einem zum Werkzeugwechsel
axial abziehbaren Wälzlager drehbar ist, welches mit seinem Außenring in
einem verschiebbaren Lagerbock und innen gegebenenfalls über einen In
nenring auf eine auf das freie Wellenende aufschiebbare Lagerhülse axial
festgelegt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der durch die Welle (3, 4) wenigstens mittelbar getragene Sitz der La
gerhülse (30, 73) durch einen sich zum Wellenende hin verjüngenden Ke
gelmantel (29, 72) gebildet ist, daß die Lagerhülse (30, 73) eine dem Ke
gelmantel (29, 72) entsprechende Kegelbohrung (31) aufweist, und daß die
Lagerhülse (30, 73) durch mittels eines Anschlages (37, 74) begrenzte
Axialverschiebung gegenüber dem Kegelmantel (29, 72) um ein eine defi
nierte Einstellung eines eingeengten Wälzlagerspiels ergebendes Maß ra
dial aufgeweitet ist.
2. Lagerung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kegelmantel (72) durch das freie Wellenende (71) selbst gebildet
ist.
3. Lagerung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kegelmantel (29) durch eine mit dem freien Wellenende (23) fest
verbundene Konusbüchse (25) aus Metall gebildet ist.
4. Lagerung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Konusbüchse (25) auf das freie Wellenende (23) aufgeschrumpft
ist.
5. Lagerung nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Konusbüchse (25) mit einem nach radial innen gerichteten, um
laufenden Steg (26) in Anlage gegen die Stirnfläche (27) des freien Wellen
endes (23) ist, und daß Steg (26) und Wellenende (23) durch Schraub
mittel (28) lösbar miteinander verbunden sind.
6. Lagerung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Konizität der Paarung von Kegelmantel (29, 72) und Kegelbohrung
(31) gegenüber deren Achse (11) einen Winkel oberhalb des wirksamen
Reibungswinkels aufweist.
7. Lagerung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Winkel bei einer mit z. B. Molybdändisulfid geschmierten Paarung
bei etwa 7° liegt.
8. Lagerung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lagerhülse (30, 73) einen nach radial innen gerichteten Bund (37,
74) aufweist, und daß der Bund (37, 74) mit seiner der Welle (3) zuge
wandten Radialfläche in Anlage an der radialen Stirnfläche (70) des freien
Wellenendes (71) bzw. der freien Stirnfläche (38) der Konushülse (30) ge
halten ist.
9. Lagerung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß in einer konzentrischen Bohrung (40) des freien Wellenendes (23, 71)
ein dieses überragender Spannbolzen (39) befestigt ist, daß sich in einer
endständigen, achsparallelen und durch den Bund (37, 74) begrenzten
Bohrung der Lagerhülse (30, 73) eine kreisscheibenförmige Spannplatte
(42) in Anlage gegen den Bund (37, 74) befindet, daß der Spannbolzen
(39) eine zentrale Bohrung (41) der Spannplatte (42) mit seinem ein Au
ßengewinde aufweisenden Ende durchdringt, und daß der Bund (37, 74)
der Lagerhülse (30, 73) über eine auf das Außengewinde und gegen die
Spannplatte (42) geschraubte Spannmutter (44) gegen die Stirnfläche (70)
des Wellenendes (71) bzw. die Stirnfläche (38) der Konushülse (25) ge
spannt ist.
10. Lagerung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spannplatte (42) über sie mit dem Bund (37, 74) verbindende
Schraubmittel (45) lösbar mit der Lagerhülse (30, 73) verbunden ist.
11. Lagerung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Endbearbeitung das Wälzlager (6, 8) tragenden, zylindrischen
Mantelfläche (32) der Lagerhülse (30, 73) deren Bund (37, 74) über diesen
durchdringende und in die Stirnfläche (70) des Wellenendes (71) bzw. die
Stirnfläche (38) der Konusbüchse (25) gehende Schraubmittel (46) gegen
die jeweilige Stirnfläche spannbar ist.
12. Lagerung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die gegenseitige Position von Lagerhülse (30, 73) und freiem Welle
nende (23) bzw. Konusbüchse (25) in Umfangsrichtung festgelegt ist.
13. Lagerung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Positionierung durch einen in eine Bohrung (48) des Bundes (37,
74) und der Stirnfläche (70) des freien Wellenendes (71) bzw. Stirnfläche
(38) der Konusbüchse (25) ragenden, zur Welle (3) achsparallelen Indexstift
(47) erfolgt.
14. Lagerung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lagerhülse (30, 73) im Bereich ihres die Welle (3) umfangenden
Endes eine gegen das benachbarte Innenteil (52, 71) in Anlage befindliche,
umlaufende Dichtung (75) aufweist.
15. Lagerung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lagerhülse mit Längsschlitzen versehen ist.
16. Lagerung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Längsschlitze mit elastischem Dichtungsmaterial vergossen sind.
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