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Universalgelenkkupplung, insbesondere für Walzwerke Die Erfindung
betrifft eine insbesondere für Walzwerke geeignete Universalgelenkkupplung mit in
dem Kopfgehäuse des Kupplungsgelenkes befindlichem Schmiermittelvorratsraum. Von
den bisher bekannten Universalgelenkku.pplungen unterscheidet sich die Erfindung
vor allen Dingen dadurch., da,ß die zu schmierenden Gleitflächen des Gelenkkopfes
im Betrieb in den zwischen dem Innendurchmesser einer das Kopfgehäuse des Kupplungsgelenkes
umgebenden Hülse und dem Durchmesser des. im Kopfgehäuse befindlichen Schmiermitteirotationsra,ums
hineinragen, dessen Welleneintrittsseite durch eine Ringschulter begrenzt ist, deren
Wellendurchtrittsöffnung einen solchen Durchmesser hat, daß die durch dessen tiefsten
Punkt gehende Waagerechte und der Barunterliegende Zylinderabschnitt des Schmiermittelvorratsraumes
beim Stillstand der Welle ein Volumen einschließen, das mindestens demjenigen. des
Spielraumes der Gleitflächen entspricht.
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Zur Unterstützung der Schmierung der inneren Gelenkhälfte werden in
weiterer Ausbildung der Erfindung als Schmiermittelreservoir dienende Bohrungen
vorgesehen, die vorzugsweise durch den Kopf der Gelenkwelle hindurch, parallel zu
ihrer Achse verlaufen..
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Ferner wird der Schmiermittelvorratsraum durch einen in axialer Richtung
der Gelenkwelle vorgesetzten hohlzylindrischen Raum von gleichem Durchmesser vergrößert.
Dabei wird vorzugsweise der zur Vergrößerung dienende hohlzylindrische Raum in einem
kappenartigen Teil angeordnet, der mit der das Kopfgehäuse umfassenden Muffe oder
Hülse verbunden ist und zusammen. hiermit von dem Kopfgehäuse nach, dem Entfernen
der das Gelenk zusammenhaltenden: Achse abziehbar ist.
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Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Universalgelenkkupplung hat
gegenüber den, sogena,nnten offenen Universalgelenkkupplungen, die bisher für Walzwerke
verwendet werden, den Vorteil, daß die Abnutzung klein und der Schmiermittelverbrauch
gering ist. Gegenüber den mit Balg- oder Manschettenschutz, mit Hülsen; oder mit
sphärischen Gleitdichtungen versehenen, sogenannten geschlossenen Kupplungen ergibt
sich der Vorteil, daß die Gefahr der Beschädigung nicht auftritt und die durch die
längere Ein- und Ausbauzeit dieser Kupplungen bedingten unerwünschten kostspieligen
Betriebsunterbrechungen vermieden werden. Bei diesen geschlossenen Kupplungen besteht
nämlich die Gefahr, daß die Bälge oder Manschetten beim Ein- und Ausbau beschädigt
werden. Außerdem sind sie im Aufbau so kompliziert, daß das Ein- und Ausbauen, z.
B. beim Austauschen von Walzen, zuviel Zeit erfordert, während welcher der Betrieb
unterbrochen ist. Da nun eine Betriebsunterbrechung durch den damit verbundenen
Arbeitsausfall kostspielig ist, wird im allgemeinen die Verwendung sogenannter offener
Kupplungen, vorgezogen, trotzdem die Abnutzung und die Schmiermittelverluste größer
sind als bei den geschlossenen Kupplungen.
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Die Universalgelenkkupplung nach der Erfindung macht von den Vorteilen
sowohl der geschlossenen als auch der offenen Kupplungen unter Vermeidung ihrer
Nachteile Gebrauch.
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Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung des in
der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels.
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Fig. 1 zeigt das Universalgelenk im Längsschnitt; Fig.2 ist ein (Querschnitt
des Gelenkes nach der Linie- II-II von Fig. 1; Fig.3 zeigt den Kupplungskopf allein
in schaubildlicher Darstellung und in verkleinertem Maßstab; Fig. 4 zeigt zwei zusammenarbeitende
Kupplungen, wobei die auf der linken Seite befindliche in Draufsicht und die auf
der rechten Seite befindliche ebenfalls von oben gesehen; aber im Schnitt längs
der Drehachse der Kupplung wiedergegeben ist; Fig. 5 und 6 zeigen Einzelheiten in
schaubildlicher Darstellung und in verkleinertem Maßstab.
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Das Gehäuse des Gelenkes ist aus einem außen runden Kupplungskopf
4 und zwei Muffen 5 und 6 zusammengesetzt. Der Kopf 4 ist als Behälter für ein
Schmiermittelbad
0 ausgebildet. Mit 1 ist ein Walzenzapfen und mit 2 ein Rollenlager für den Zapfen
bezeichnet. Der Kupplungskopf, der an dem dem Walzenzapfen 1 gegenüberliegenden
Endteil klauenförmig ausgebildet ist (Fig. 3), wird, auf dem Walzenzapfen 1 mittels
einer an sich bekannten Öldruckmethode befestigt. Bei der in Fig.4 wiedergegebenen
Ausführungsform befindet sich zwischen den Gelenken eine Universalspindel 12 mit
abgeplatteten T-förmigen Endteilen (Fig. 5), die zwischen Gleitstücken 11 od. dgl.,
je zwei an jedem Ende des betreffenden Kupplungskopfes 4, gelagert sind. Die Oberflächen
der Gleitstücke, die voneinander abgewendet sind, sind zylindrisch abgerundet und
gleiten, an entsprechenden Flächen in den Klauen des Kopfes. Auf diese Weise kann
die Spindel in der einen von zwei Ebenen in bezug auf den Kupplungskopf schwingen.
In der zweiten Winkelebene schwingt die Spindel um eine Mittellinie, die praktisch
mit einem Bolzen 9 zusammenfällt. Der Bolzen 9 ist durch den Kopf 4 und die Muffe
5 eingesetzt und dient dazu, die Muffe 5 in ihrer Lage zu halten. Der Bolzen 9 ist
mittels eine Federsicherung 10 verriegelt. Die Gestalt der Gleitstücke 11 geht aus
Fig. 6 hervor. Die Muffes ist durch eine Schweiß- oder Schraubverbindung bei 15
mit der Muffe 6 verbunden,. Die Muffe 6 ist an ihrem äußeren Ende mit einem Flansch
6a versehen, der eine Wand für den Schm.iermittelbehälter bildet und verhindert,
daß Schmiermittel aus der Kupplung herausfließt. Um Raum für eine genügende Menge
Schmiermittel in der Kupplung zu schaffen, hat der Kopf 4 einen Raum 4a mit dem
Durchmesser D, der unmittelbar mit der Muffe 6 in Verbindung steht, so daß der vorgenannte
Behälter gebildet wird. Weiterhin ist der Endteil der Spindel 12 mit Bohrungen 12
d versehen (Fig. 2 und 5). Der Spielraum außerhalb des Durchmessers D, wo sich das
Schmiermittel bei der Drehung absetzen kann, ist verhältnismäßig klein, so daß die
Gleitflächen in der Kupplung zur Mitte hin mit genügend Schmiermittel versehen werden.
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Die Muffe 5 ist auf den klauenförmigen Kupplungskopf 4 aufgeschoben.
Auf diese Weise wird der Kopf 4 gegen. die durch das in Richtung der Pfeile p (Fig.2)
wirkende Drehmoment entwickelten Kräfte verstärkt. Wenn sich das Universalgelenk
in Ruhe befindet, nimmt das Schtniermittelbad die in den Fig. 1 und 4 wiedergegebene
Lage ein. Ist die Kupplung in Betrieb, so wird das Schmiermittel gegen den Umfang
des Behälters geschleudert und dringt in den Raum zwischen den beweglichen Kupplungsteilen
ein, der außerhalb des Durchmessers D liegt.
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Das Schmiermittel bildet auf allen Flächen einen Film, selbst in der
Mitte der Kupplung, vorausgesetzt, daß es hochviskos ist. Durch Dichtungsringe 7,
8, den Flansch 6 a und einen Schleuderring 12 b, der mit der Spindel 12 umläuft,
wird die Kupplung außen, trocken gehalten; das Schmiermittel bleibt sowohl bei der
Drehung als auch beim Stillstand in. der Kupplung.
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Zum Auseinandernehmen des Universalgelenkes werden die Federsicherung
10 und der Bolzen 9 entfernt, worauf die Muffen 5 und 6 abgenommen werden. Die beiden
Gleitstücke 11 werden, herausgestoßen, und die Spindel 12 wird entfernt, worauf
das Auseinandernehmen erfolgen kann.
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Zur axialen Führung der Spindel 12 dient eine Schraube 12c. Der Durchmesser
d hängt von dem größten Neigungswinkel a (Fig. 4) ab, welchen die Spindel 12 im
Betrieb annimmt. Es ist besonders für Walzwerke von großer Bedeutung, die Universalgelenkkupplung
ohne Verwendung von Mänteln, Labyrinthen und anderen empfindlichen und komplizierten
Teilen so auszubilden, daß das Schmiermittel allen Gleitflächen zugeführt und hier
auch gehalten und ferner sein Herausschleudern und damit eine Verunreinigung der
benachbarten Maschinenelemente unterbunden wird.
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Diesen Anforderungen wird die Erfindung gerecht. Die Un.iversalgelenkkupplung
ist so beschaffen, daß'' die in dem zwischen dem Innendurchmesser der Hülse 5 und
dem Durchmesser D des Schmiermittelbehälters 4a liegenden Raum vorhandenen Gleitflächen
und Ausnehmungen während der Drehung mit Schmiermittel versorgt werden. Die Ausnehmungen
außerhalb eines Kreises mit dem Durchmesser D (Fig. 4) sollen so klein wie möglich
gemacht werden, so daß D verhältnismäßig klein wird und das Schmiermittel sich infolgedessen
über die Gleitflächen ausbreiten kann (Fig. 2 und 4).
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Die zwischen den Durchmessern D und d befindlichen Hohlräume,
welche einen Behälter für das Schmiermittel beim Stillstand bilden., müssen dagegen
so groß wie möglich ausgeführt werden. Daher sind außer bei 6 und 6 a noch die Räume
4a und 12 d vorgesehen. Letztere sind als Bohrungen ausgebildet, durch die das Schmiermittel
von der einen Seite des Gelenkkopfes zu der anderen geleitet wird: Bei der Ausbildung
der Universalgelenkkupplung gemäß der Erfindung ist es gleichgültig, in welcher
Lage sie zum Stillstand kommt. Immer ist der Ölvorrat 0, 4a. und 12 d ausreichend,
um bei der Drehung sämtliche außerhalb des Durchmessers D befindliche Höhlungen
und Gleitflächen mit Schmiermittel zu versehen.
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Aus praktischen Gründen kann der Teil 6 nicht zu lang gemacht werden,
weil dann d vergrößert werden, muß (Fig. 4) und die Spindellänge oft zu kurz ist;
um ein bequemes Demontieren zu gestatten. Die Teile 5 und 6 müssen beim Austauschen
in der axialen Richtung abgezogen werden. Es ist somit erforderlich, 4.a und 12d
möglichst groß zu machen.