DE636325C - Walzwerk mit auf ihren Achsen fliegend aufgesetzten Walzen, insbesondere zum Auswalzen von Scheiben fuer Kraftfahrzeugscheibenraeder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Walzwerk mit auf ihren Achsen fliegend aufgesetzten Walzen, insbesondere zum Auswalzen von Scheiben für Kraftfahrzeugscheibenräder. Bei solchen Walzwerken hat die Walzenachse die Aufgabe, einerseits ein Drehmoment auf die Walze zu übertragen und andererseits den sehr starken Kräften zu widerstehen, die sie zu verbiegen trachten. Dieser doppelten Aufgäbe ist insbesondere dann schwer gerecht zu werden, wenn die Walze leicht abnehmbar sein soll.

Zur Behebung dieser Schwierigkeit besteht nach der Erfindung die Tragachse der Walze aus zwei besonderen, ineinandergesteckten und miteinander gekuppelten Wellen, von denen die äußere hohle Welle mit den Lagerzapfen versehen ist und das Drehmoment auf die Walze, z. B. mittels einer Brechkupplung, überträgt, während die innere Welle als Träger für die Walze dient und mit dieser ebenfalls gekuppelt ist. Diese Zweiwellenbauart ermöglicht, daß die äußere Welle aus weichem Stahl bestehen kann, wodurch sie gut biegsam wird, und man ihr solche Abmessungen geben kann, daß ihre Beanspruchung nur niedrig ist; diese Welle bleibt dauernd in ihrer Lage im Gehäuse. Die innere, im letzten Stück frei tragende Welle kann aus einem gegen Ermüdung besonders widerstandsfähigen Werkstoff, ζ. Β. einem der hoch beanspruchungsfähigen Legierungsstähle, bestehen und damit für die ihr zukommende Arbeit besonders geeignet gemacht sein. Erfolgt ein Bruch, so ist daran nur die innere Welle beteiligt, und diese kann leicht entfernt oder ausgewechselt werden, wobei die Hauptwelle (äußere Welle) ungestört in ihren Lagern verbleibt. Dieser Ersatz ist mit geringen Kosten und ohne nennenswerte Betriebsstörung durchzuführen.

Weitere Erfindungseinzelheiten sind bei der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels angegeben, das in den Fig. 1 bis 8 bildlich erläutert ist. Es zeigen

Fig. ι einen Schnitt durch den Endteil einer Walzwerkswelle in erfindungsmäßiger Ausbildung,

Fig. 2 eine Stirnansicht der Hauptwelle (äußeren Welle) bei entfernter Walze,

Fig. 3 den Zusammenbau der Hauptwelle und der inneren Welle,

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Fig. 4 eine andere Art der Walzenbefestigung auf der inneren Welle, Fig. 5 eine Vorderansicht zu Fig. 4, Fig. 6, γ und 8 Teilschnitte von weiteren Walzenbefestigungen. ,.-.£·

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Haupt-i oder äußere Welle 1 ist in einem nicht ge-" zeichneten Walzenständer gelagert, vorzugsweise mittels Rollenlagern 2 (Fig. 3) mit kegeligen Rollen zwecks Verringerung der Umlaufarbeit. Diese äußere Welle kann aus weichem Stahl üblicher Güte bemessen sein, da sie nur geringen Beanspruchungen unterworfen ist.

Mit der äußeren Welle 1 steht die innere Welle 3, 9 in Antriebs verbindung, die als Einsteckwelle mit der hohl ausgebildeten äußeren Welle ι zusammenarbeitet. Im dargestellten Beispiel besitzt die äußere Welle 1 eine Bohao rung 4, die von ihrer Stirnfläche nächst der Walze bis zwischen die Hauptlager reicht, wo die Welle von einem Querschlitz 8 zur Aufnahme einer aus Keil und Gegenkeil bestehenden Keilkupplung S, 6 durchschnitten wird, durch welche die beiden Wellen fest miteinander verbunden werden.

Die innere Welle 3 besteht aus drei zusammenhängenden Teilen, einem in die Bohrung 4 der äußeren Welle passenden Schaft 9, einem in einer verjüngten Bohrung der äußeren Welle selbst zentrierend sitzenden verjüngten Ansatz 10 und einem vorderen Kopf 11, auf welchem die eigentliche Walze 12 sitzt. Auf diese innere Welle wirken die hauptsächlichen Arbeits- und Stoßbeanspruchungen; die Welle wird deshalb aus legiertem Stahl von hoher Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Ermüdung gewählt. Der vordere Kopf hat einen, etwas geringeren Durchmesser als die äußere Welle, muß aber den seiner besonderen Aufgabe • entsprechenden Biegungsbeanspruchungen gewachsen sein! Der Schaft 9 dient als Zugglied zur Verhütung axialer Relativbewegungen der beiden: Wellen, ist also frei von Dreh- oder Biegungsspannungen und kann dementsprechend von kleinem Durchmesser sein. Die Verbindung der kegeligen Teile der beiden Wellen kann in beliebiger Weise erfolgen, z. B. durch einen Keil 5, der mit einem Gegenkeil 6 zusammenwirkt (wie bereits erwähnt) und am schwächeren Ende durch eine Kronenmutter 13 mit federnder Unterlagsscheibe angezogen wird. Zum Lösen und Auswechseln der beiden Wellen werden die Keile herausgezogen und dann der Anzugkeil in um 18 o° geschwenkter Lage zusammen mit einem Paar ebenfalls gewendeter Gegenkeile 32 (vgl. Unken Teil der Fig. 3) wieder eingesetzt.

Die Übertragung des Drehmoments auf die Walze 12 geschieht in folgender Weise. Die äußere Welle 1 besitzt an der mit der : Walze 12 zusammenstoßenden Außenfläche ■"ejften Flansch 14, in dem in gleichen Ab- -Standen ,eine Anzahl von parallel zur Wellen- ;''.achse gerichteten Bolzen 15 angeordnet ist, ' die gleichzeitig in die Walze 12 eingreifen, und zwar in zylindrischen Bohrungen dieser Teile. Nach Fig. 3 stecken die Bolzen unmittelbar in diesen Bohrungen; vorzuziehen ist es, die Aussparungen in der Welle (vgl. Fig. 1) oder auch in Welle und Walze mit Büchsen 16 aus gehärtetem Stahl auszufüttern, in denen dann die Bolzen sitzen. Um Welle und Walze zu schützen, sind die Antriebsbolzen aus weichem und scherfähigem Metall gewählt, so daß sie früher als andere Teile brechen und so bei übermäßigen Beanspruchungen einen größeren Schaden verhüten. Gegebenenfalls kann man auch noch nachgiebige Kissen 17 aus Gummi zwischen die Stirnflächen der Bolzen und den Boden der Bohrungen im Flansch einlegen. Diese weiche und nachgiebige Abstützung der Scher-. bolzen verhütet axiale Bewegungen der Bolzen in den Aussparungen und gleicht Fertigungsunterschiede aus. Deformationsmöglichkeiten für den Gummi kann man dadurch schaffen, daß man die Kissen in den Bohrungen lose sitzend anordnet oder daß man Vertiefungen in den Kissen vorsieht oder in anderer Weise. Auf diese Weise ist die innere, tragende Welle 3, 9 frei von Drehbeanspruchungen.

Wenn auch bei normaler Tätigkeit des Walzwerkes die Mitnehmer- oder Scherbolzen das Drehmoment von der äußeren Welle auf die Walze übertragen, so ist es doch zweckmäßig, auch noch hilfsweise eine unmittel- ι°° bare Kupplung für die beiden Wellen vorzusehen, welche deren Relativdrehung beim Abscheren der Bolzen verhindert. Dabei können dann keine Verdrehungskräfte auf die Keilverbindung S, 6 übertragen werden. Bei einer i°5 Ausführungsform dieser Hilfskupplung ist die innere Welle mit segmentartigen Flanschteilen 18 versehen, die Vertiefungen 19 an der Außenfläche der äußeren Welle 14 entsprechen, doch vorzugsweise mit einem kleinen Spiel, um das Ineinanderpassen zu erleichtern, jedoch so, daß ein fester Sitz des verjüngten Ansatzes 10 ermöglicht wird. Für die genaue Befestigung der Walze am Ende der inneren Welle sind zwei Ausführungen dargestellt; eine mit einem kegeligen Paßstück und eine andere mit radial beweglichen Hilfsteilen, die mit Vertiefungen zusammenarbeiten. Im ersteren Falle hat das kegelige Paßstück 20 einerseits eine zylindrische Bohrung, die genau auf den Umfang des Kopfes n der inneren Welle paßt, und

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andererseits eine kegelige Umfangsfläche von selbstsperrender Neigung, z. B. von 6 bis 7V₂ ⁰, die in die entsprechende Bohrung der Walze paßt; das innere Ende der letzteren Bohrung ist vorzugsweise zylindrisch und auf den Umfang des Kopfes der inneren Welle genau passend gehalten, um die Walze beim Aufstecken zu zentrieren. Stift- oder Kopfschrauben 21 gehen durch den Endflansch 23 des Paßstückes 20 in Schraubenlöcher des Wellenkopfes 11 hinein, um die Berührungsendfläche der Walze und die Außenfläche des Flansches 14 aneinanderzupressen. Das spätere Lösen dieser Verbindung wird durch Druckschrauben erleichtert, die durch Schraubenlöcher 23 im Endflansch 22 hindurchgeschraubt werden und gegen die Endfläche des Wellenkopfes 11 drücken, wodurch die Walze von der inneren Welle abgezogen wird;

so gehärtete Stahlplatten 24, die in den Kopf 11 eingelassen sind, verhindern dabei eine Abnutzung.

Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Ausführungsform, bei der ein aus Segmenten 25 bestehen- der kreisförmiger Verschlußring innen in eine Vertiefung 26 eingreift, die in den Umfang des Kopfes 11 der inneren Welle eingeschnitten ist, und außen in eine Vertiefung der Walze oder eines mit ihr verbundenen Teiles. Die äußere Vertiefung wird durch einen Ring 27 von L-förmigem Querschnitt gebildet, der in eine Aussparung der Außenfläche der Walze eingelassen und durch Schrauben 28 dort befestigt ist. Der Verschlußring sitzt stramm in der Vertiefung 26, und es sind Mittel vorgesehen, um zum Entfernen der Walze die Segmente nach auswärts zu drängen. Eine einfache Ausführungsform dieser Mittel besteht in Radialstiften 29, die an einem Ende gegen die Innenfläche der Segmente drücken und am anderen (inneren) Ende durch einen axial bewegten Druckstift 30 mit abgeschrägter Spitze auseinandergedrängt werden können. Zur Erleichterung des Zusammenbaues der Verschlußringsegmente ist ein umschlingender Drahtring 31 von kleinem Querschnitt in einer um die Außenfläche der Segmente gehenden Vertiefung vorgesehen. .

Es können andere Arten der Verbindung mit der inneren Welle benutzt werden; u.a. können auch die Verbindungsarten nach Fig. 1 und Fig. 4 und 5 miteinander kombiniert werden, wobei dann die Zentralzapfenanordnung ^^ (Fig. 1) entfällt.

Nach einer anderen Segmentausführung kann ein Anfangsdruck zwischen den Seitenflächen der Vertiefung und den in dieser befindlichen Paßteilen vorgesehen werden, so, daß jede, auch die geringste Bewegung zwischen den Paßteilen unterbunden ist. In Fig. 6 sind die Segmente in Abschnitte 34 geteilt, welche geneigte Flächen haben, die mit einem aus Abschnitten 3 5 bestehenden Preßring zusammenarbeiten, wobei diese Abschnitte 35 durch Radialstifte 29 radial nach auswärts gedrückt werden; hierzu kann ein axial.beweglicher Zentrierstift ähnlich wie in Fig. 4 benutzt werden, aber mit kräftigem Druck und durch eine Schraube gesperrt. Dadurch entsteht zwischen den Segmenten 34 und den Seitenflächen der Vertiefung 26 ein sehr erheblicher Anpressungsdruck.

Abweichend hiervon kann man die die Preßringteile auseinandertreibenden Glieder zu diesem Zwecke nach innen (statt nach außen) beweglich vorsehen wie in Fig. 7 die Segmente 36 eines Preßringes, die schräge Seitenflächen und eine abfallende Umfangsfläche besitzen, wobei der Grad des Abfallens der Form des Vertiefungsringes 27 entspricht. Wenn man letzteren gegen seine Endstellung drückt, so wird der Preßring nach innen gedrängt und drückt mit seinen schrägen Seitenflächen die Segmente des Verschlußringes gegen die Wandung der Vertiefung.

Fig. 8 schließlich zeigt einen in Segmente geteilten Verschlußring 38, der sich in den Seitenflächen der Vertiefung verkeilt, welche geneigt sind statt parallel wie in den früheren Ausführungsformen. Die Mündung des Endringes 39 hat eine leichte Schrägung, um mit der entsprechend geformten Umfangsfläche des Keilringes 38 in ähnlicher Weise zusammenzuwirken, wie es in Fig. 7 dargestellt ist. Wenn der Ring 39 gegen seine Endstellung gedrückt wird, so verkeilt sich der ganze Zusammenbau fest und unterbindet jede Bewegung. Die schrägen Flächen in dieser und den beiden ähnlichen Ausführungs- lco formen können auch durch andere Flächen ersetzt werden, oder es kann die Zahl der Segmente vergrößert werden.

Um der Reibungswirkung zwischen dem Kopf der inneren Welle und der Bohrungswand der Walze und bzw. oder dem kegeligen Paßstück zu widerstehen;, können die Berührungsflächen hart sein oder hart gemacht werden, z. B-. durch Aufpassen einer gehärteten Manschette von Nitrostahl auf den Wellenkopf, der selbst eine Oberflächenhärtung, z. B. durch Chromablagerung, aufweisen kann.

Das Aufstecken einer Walze in die Arbeitsstellung vollzieht sich sehr einfach, indem zunächst die Antriebsbolzen in die Bohrungen des Antriebsflansches der äußeren Welle eingelegt werden; dann wird die Walze über den Wellenstumpf geschoben, bis die Antriebsbolzen in die Löcher der Walze eintauchen, was durch die gebrochenen Kanten der Bolzenenden erleichtert wird. Nun wird das

kegelige Paßstück auf den Wellenstumpf gesetzt und bis zum Aufeinandertreffen der kegeligen Flächen vorgeschoben, was man erforderlichenfalls durch eine Vorerhitzung des Hilfsstückes in Öl erleichtern kann. Sodann ist das Zusammengebaute durch die Schrauben im Wellenstummel oder durch Anziehen des kegeligen Paßstückes festzuklemmen, und es sind die Schrauben durch ίο Splinte oder andere Mittel zu sichern, oder es ist der in Segmente geteilte Verschlußring in die Vertiefung des Wellenstummels einzulegen und die Vertiefung in der Walze durch den Ring von L-förmigem Querschnitt zu schließen. Das Abnehmen der Walze bedingt die Vornahme der beschriebenen Handhabungen in umgekehrter Reihenfolge, wobei vorher ein Lockern des kegeligen Paßstückes durch Druckschrauben oder durch ein besonderes Zurückziehwerkzeug stattfindet.

Der Ein- und Ausbau der inneren Welle besteht lediglich im Hinein- oder Herausschieben derselben in die Bohrung der äußeren Welle sowie im Einsetzen oder Heraus- «5 ziehen (wie es der Fall verlangt) der Keilkupplung.

Um Kraftbedarf und Schmiermittel zu sparen, ist die Verwendung von Wälzlagern wünschenswert, aber bisher schwer durchführbar gewesen, da bei jeder Entfernung der Welle die Lager in Unordnung kommen und beim Wiederzusammenbau einer sorgfältigen Einrichtung mit entsprechendem Kostenaufwand bedürfen; auch sind dabei schwere Lasten herumzuheben. Die erfindungsmäßig erzielte Erleichterung im Aufstecken und Abnehmen der Walze hingegen ermöglicht in gewünschter Weise eine erfolgreiche Verwendung von reibungslosen Lagern für die äußere Welle.

In gleicher Weise, wie vorstehend für eine einzelne Walze geschildert, kann die Erfindung auch bei Vorhandensein zweier Walzen angewendet werden.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Walzwerk mit auf ihren Achsen fliegend aufgesetzten Walzen, insbesondere zum Auswalzen von Scheiben für Kraftfahrzeugscheibenräder, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragachse der Walze aus zwei besonderen, ineinandergesteckten und miteinander gekuppelten Wellen besteht, von denen die äußere hohle Welle mit den Lagerzapfen versehen ist und das Drehmoment auf die Walze, z. B. mittels einer Brechkupplung, überträgt, während die innere Welle als Träger für die Walze dient und mit dieser ebenfalls gekuppelt ist.
2. 2. Walzwerk nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die ineinandergesteckten Wellen (9, 1) der Walzentragachse durch kegelige Passungen (10) miteinander verbunden sind und daß diese Verbindung durch eine Keilkupplung (5, 6) gesichert ist.
3. 3. Walzwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplüngsbolzen (15) der Brechkupplung in den zugehörigen Bohrungen der äußeren Welle (1) und der Walze (12) durch nachgiebige Glieder, z. B. Gummikissen, abgestützt sind.
4. 4. Walzwerk nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sieherung der Walze (12) auf dem Kopf (n) der inneren Welle (9) ein kegeliges Paßstück (20) dient, welches in eine kegelige Bohrung der Walze (12) hineingezogen wird. . ,
5. 5. Walzwerk nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, . daß zur Sicherung der Walze (12) auf dem Kopf (11) der inneren WeIJe (9) Ringsegmente (25) dienen, welche teilweise in eine entsprechende Ringnut des Wellenendes eingreifen und durch Überwurfringe (27) gesichert sind.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen