DE4102847C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung mit einer druckmittelbe­ aufschlagten Nabe zum Übertragen eines Drehmoments zwischen einer Welle und einer Nabe gemäß dem Oberbegriff des Anspru­ ches 1. Eine Kupplung dieser Gattung ist aus der DE 35 45 651 C2 bekannt.

Kupplungen dieser Bauart werden im Schwermaschinenbau verwen­ det, wenn besonders hohe Drehmomente übertragen werden müssen. Oftmals besteht auch die Notwendigkeit, insbesondere bei Walz­ werksantrieben, die Wellen-Nabe-Verbindung häufig zu trennen. Dann fallen unliebsame Betriebsunterbrechungen und Montagear­ beiten an, oftmals behindert durch schwierige Platzverhältnisse innerhalb des betreffenden Antriebsstranges. Es muß nämlich die unter Hochdruck stehende Ringkammer innerhalb der Nabe ent­ lastet werden, um ein axiales Lösen von Nabe und Welle zu er­ möglichen. Dazu muß zuerst die Nabe in eine Drehlage gebracht werden, in der der Verschlußstopfen durch ein Werkzeug erreich­ bar ist. Auch das erneute Aufbringen von Hochdruck in die Ring­ kammer mittels entsprechender Hydraulikeinrichtungen gestaltet sich oft schwierig und zeitaufwendig, insbesondere dann, wenn die Kupplung außerdem noch mit einer Sicherheits-Abscherein­ richtung als Überlastschutz ausgerüstet ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Montage und Demon­ tage der Nabe zu vereinfachen, um sie insbesondere für schwie­ rige Einbauverhältnisse verwendbar zu machen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Zur Beaufschlagung der Ringkammer in der Nabe dient, wie bekannt, ein erster Druckmittelkanal, durch den das Druckmittel unter hohem Druck eingeleitet wird. Gemäß der Erfindung ist in diesem Druckmittelkanal ein druckmittelbetätigtes Servoventil zwi­ schengeschaltet, welches selbst durch einen zweiten Druckmit­ telkanal beaufschlagbar ist. Das Servoventil hat die Aufgabe, den im ersten Druckmittelkanal anstehenden Hochdruck nach Be­ aufschlagung des zweiten Druckmittelkanals der Ringkammer zuzu­ leiten, wodurch die Drehmomentverbindung zwischen der Nabe und der Welle hergestellt wird. Nach dem Aufbau des Hochdruckes in der Ringkammer kann der Beaufschlagungsdruck für das Servoven­ til abgebaut werden, so daß dieses sich schließt, wodurch auch die Druckmittelzufuhr in den ersten Druckmittelkanal unter­ brochen ist. Auf diese Weise ist keine Montagearbeit von Hand mehr erforderlich, was die Verfügbarkeit der betreffenden Ma­ schine steigert. Außerdem sind manuelle Montagearbeiten an schwierig zugängigen Stellen nicht mehr erforderlich.

Mit dieser Anordnung wird ferner ein automatischer Walzenwech­ sel in Walzwerken ermöglicht, weil das Ankuppeln von Druckmit­ telanschlüssen und das Abdichten der Ringkammer mittels des Servoventiles fernbetätigt erfolgen kann.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben. Gemäß den Ansprüchen 2 bis 4 ist das Ser­ voventil von radial außen her mittels einer Halteschraube in die Nabe eingesetzt und weist einen vorzugsweise mit Wirkrich­ tung "Schließen" federkraftbeaufschlagten Ventilkörper auf, der die Druckmittelzufuhr vom ersten Druckmittelkanal zur Ringkam­ mer steuert und vom Druck im zweiten Druckmittelkanal beauf­ schlagt ist. Gemäß den Ansprüchen 5 und 6 kann die Druckmittel­ zufuhr zu den beiden Druckmittelkanälen über Anschlußnippel erfolgen, die gemeinsam an einem Adapterelement befestigt sind und über Anschlußbohrungen mit der Nabe verbindbar sind. Über das Adapterelement ist jeder Anschlußnippel mit einer Druckmit­ telquelle verbunden. Gemäß den Ansprüchen 7 und 8 ist vorgese­ hen, beide Anschlußnippel mit derselben Druckmittelquelle zu verbinden, wobei das Adapterelement mittels einer Fernbetäti­ gung über die Anschlußnippel an die Nabe angelegt werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Dargestellt ist eine Welle 1 mit einer darauf angeordneten Flanschnabe 2, z. B. zum Anschluß an eine Gelenkwelle. Am Außen­ umfang der Nabe befindet sich eine ringförmige Spannbuchse 3 mit einer in geringem Abstand von der Nabe angeordneten zylin­ drischen Ringkammer 4. Diese Ringkammer ist mit Druckmittel be­ aufschlagbar, welches über Druckmittelkanäle 5 und 7 über eine Anschlußbohrung 9 beaufschlagbar ist. Zwischen den Druckmittel­ kanälen 5 und 7 befindet sich ein Servoventil 6, das in eine entsprechende Radialbohrung 23 in der Spannbuchse eingesetzt und mit einer Halteschraube 21 festgehalten ist. Zu diesem Ser­ voventil 6 führt ein zweiter Druckmittelkanal 8 über eine zwei­ te Anschlußbohrung 9, ebenfalls am Außenumfang der Spannbuchse. Zur Zufuhr von Druckmittel dienen Anschlußnippel 10 für jede der beiden Anschlußbohrungen 9. Die Anschlußnippel 10 sind ge­ meinsam an einem Adapterelement 11 befestigt, wobei jeder An­ schlußnippel mit einer Druckmittelquelle 12, 12a verbunden ist.

Das Servoventil 6 weist ein Ventilgehäuse 20 auf, welches in der Spannbuchse 3 mittels der Halteschraube 21 über Dichtungen 22 dichtend eingesetzt ist. Innerhalb des Ventilgehäuses 20 be­ findet sich ein axial beweglicher Ventilkörper, bestehend aus einem Kolben 25 und einem Ventilstößel 26. Durch das Ventilge­ häuse 20 führt eine Druckmittelbohrung 24, die die Verbindung herstellt zwischen dem zweiten Druckkanal 8 bzw. der Anschluß­ bohrung 9 und der Stirnseite des Kolbens 25. Der Ventilstößel 26 hat an seinem einen Ende einen Ventilkegel 28, der sich an einen Ventilsitz 29 am Ventilgehäuse anlegt. Innerhalb des Kol­ bens 25 befindet sich eine Federanordnung 27, mit der der Ven­ tilstößel 26 fest auf den Ventilsitz 29 gedrückt wird. Zwischen dem Ventilgehäuse 20 und dem radial inneren Teil der Bohrung 23 in der Spannbuchse ist eine Ringnut 30 gebildet, in die erstens der erste Druckmittelkanal 7 mündet und zweitens eine Querboh­ rung 31 innerhalb des Ventilgehäuses 20, so daß eine Verbindung geschaffen ist zwischen dem ersten Druckmittelkanal 7 und der Innenseite des Ventilkegels 28 am Ventilstößel 26. Eine Druck­ verbindung zwischen dem ersten Druckmittelkanal 7 und dem Kanal 5 kommt erst zustande, wenn sich der Ventilkegel 28 vom Ventil­ sitz 29 durch Wirkung von Druckmittel auf die Stirnseite des Kolbens 25 abgehoben hat. Durch den ersten Druckmittelkanal 7 strömt somit das Druckmittel als Arbeitsmedium für die Ringkam­ mer 4, gesteuert vom Servoventil 6 bzw. durch den Druckaufbau im zweiten Druckmittelkanal 8 als Steuerdruck für das Servoven­ til 6. Der in der Ringkammer 4 aufgebaute Hochdruck unterstützt nach Abbau des Steuerdrucks in dem zweiten Druckmittelkanal 8 die Kraft auf den Ventilsitz 29 zusätzlich zur Schließkraft der Federanordnung 27.

Die Anschlußnippel 10 für die Anschlußbohrungen 9 in der Spann­ buchse 3 können in einem Adapterelement gemeinsam befestigt werden, wobei die Verbindung zu den Hochdruckpumpen 12, 12a als Schlauchverbindung ausgebildet sein kann. Vorteilhaft ist es, das Adapterelement 11 so innerhalb der Maschine anzuordnen, daß es fernbetätigt an die Spannbuchse 3 herangeführt werden kann und die Hochdruckverbindung über die Anschlußnippel zustande kommt. Auf diese Weise kann die Montage und Demontage von Welle 1 und Nabe 2 fernbetätigt erfolgen, auch bei schwierigen Platz­ verhältnissen. Es ist darüber hinaus denkbar, beide Druckmit­ telkanäle 7 und 8 von derselben Druckmittelquelle 12 aus zu be­ aufschlagen, wobei dann durch eine geeignete Ventileinrichtung 33 in einer Verbindungsleitung 32a dafür gesorgt werden muß, daß das Servoventil 6 mit einem niedrigeren Steuerdruck beauf­ schlagt wird als der erste Druckmittelkanal 7 zur Ringkammer 4. Es ist ferner dafür zu sorgen, daß der Steuerdruck in dem zwei­ ten Druckmittelkanal 8 abgebaut und das Servoventil geschlossen wird, bevor der Hochdruck im ersten Druckmittelkanal reduziert wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß der Hochdruck in der Ringkammer bestehen bleibt.

Es ist selbstverständlich darüber hinaus möglich, die Spann­ buchse 3 zusätzlich mit einer Sicherheitseinrichtung zu verse­ hen, wie sie im Prinzip in der eingangs zitierten DE 35 45 651 C2 beschrieben ist. Die hier vor­ liegende Erfindung beschreibt eine Einrichtung zum einfachen Montieren und Demontieren der Nabe unabhängig von einer durch Überlast bedingten Entlastung der Ringkammer.

Claims (8)

1. Kupplung mit einer Nabe zum Übertragen eines Drehmomentes auf eine Welle, mit einer in der Nabe in geringem Abstand von der Welle angeordneten zylindrischen Ringkammer, die mit einem unter Druck stehenden Medium füllbar ist, einem sich an die zylindrische Kammer anschließenden Kanal, der mit einer Hochdruckquelle verbindbar und mit einer Schließ­ einrichtung unter Druck verschließbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Nabe (2, 3) ein Servoventil (6) ange­ ordnet ist, durch welches die Druckmittelzufuhr zur Ring­ kammer (4) durch einen ersten Druckmittelkanal (7) steuer­ bar ist, wobei das Servoventil (6) druckmittelbetätigt aus­ gebildet und über einen zweiten Druckmittelkanal (8) zur Nabe (2, 3) beaufschlagbar ist.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Servoventil (6) mittels einer Halteschraube (21) von radial außen her in der Nabe (2, 3) befestigt ist.

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Servoventil (6) ein Ventilgehäuse (20) aufweist, durch das sich ein beweglicher Ventilkörper (25, 26) er­ streckt, welcher durch eine Druckmittelbohrung (24) mit dem zweiten Druckmittelkanal (8) in der Nabe (2, 3) in Verbin­ dung steht.

4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (25, 26) durch eine Feder (27) mit Wirkrich­ tung "Schließen" beaufschlagt ist.

5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Druckmittelzufuhr zu den beiden Druckmit­ telkanälen (7, 8) über Anschlußbohrungen (9) in der Nabe (2, 3) erfolgt, sowie über Anschlußnippel (10), die gemein­ sam an einem Adapterelement (11) befestigt sind.

6. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anschlußnippel (10) jeweils mit einer Druckmittelquelle (12, 12a) verbunden sind.

7. Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Anschlußnippel (10) mit derselben Druckmittelquelle (12) in Verbindung stehen.

8. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Adapterelement (11) mit den Anschlußnip­ peln (10) fernbetätigt in die Anschlußbohrungen (9) in der Nabe (2, 3) einsetzbar ist.