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Patent Searching and Data


Title:
CONNECTING ELEMENT FOR CONNECTING ARTICULATED SPINDLES TO CONNECTION ASSEMBLIES, PARTICULARLY A COUPLING HOLDING DEVICE WITH CONICAL CENTERING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/018887
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a connecting element (1) for connecting articulated spindles (2) to connection assemblies (3), particularly for effecting a connection between a coupling and a flat journal. The invention is characterized in that the torque-transmitting profile connection is conically centered.

Inventors:
GRAWENHOF PETER (DE)
WEGMANN HOLGER (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/008911
Publication Date:
March 04, 2004
Filing Date:
August 11, 2003
Export Citation:
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Assignee:
VOITH TURBO KG (DE)
GRAWENHOF PETER (DE)
WEGMANN HOLGER (DE)
International Classes:
F16D1/02; F16D1/10; (IPC1-7): F16D1/06; B21B35/14; F16D3/06
Foreign References:
US4094179A1978-06-13
US6082924A2000-07-04
DD279424B51996-08-22
Attorney, Agent or Firm:
WEITZEL & PARTNER (Heidenheim, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Anschlusselement (1) zur Verbindung von Gelenkspindeln (2) mit Anschlussaggregaten (3), insbesondere TrefferFlachzapfenverbindung, dadurch gekennzeichnet, dass die drehmomentübertragende Profilverbindung konisch zentriert ist.
2. Anschlusselement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Zentrierstellen (5,6) vorgesehen sind, wobei wenigstens eine, vorzugsweise beide konisch ausgestaltet sind.
3. Anschlusselement (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass die Zentrierung jeweils im Bereich der Enden (8,9) am Anschlusselement (1) erfolgt.
4. Anschlusselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelne Zentrierstelle (5,6) aus wenigstens zwei Zentrierflächen (5.1, 5.2) gebildet wird, wobei eine erste zylindrisch oder in einer anderen Form ausgeführt ist und die zweite Zentrierteilfläche (5.2) konisch gestaltet ist.
5. 5 Anschlusselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Nabe (10) umfasst und die Zentrierstellen (5, 6) am Innenumfang der Nabe (10) des Anschlusselementes (1) eingearbeitet sind.
6. Anschlusselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Nabe (10) umfasst und die Zentrierstellen (5, 6) an Zentrierstellen tragenden Elementen (11,12) angeordnet sind, die lösbar mit der Nabe (10) verbindbar sind.
7. Anschlusselement (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die lösbare Verbindung Schraubverbindungen umfasst.
8. Anschlusselement (1) nach einer der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zentrierstelle tragendes Element (11,12) ortsfest in radialer und axialer Richtung an der Nabe (10) befestigt ist.
9. Anschlusselement (1) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zentrierstellen (5,6) tragendes Element (11,12) drehfest mit der Nabe (10) jedoch in axialer Richtung verschiebbar verbunden ist.
10. Anschlusselement (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Zentrierstellen tragenden Element (11,12) und der Nabe (10) in axialer Richtung ein Druckelement (16), insbesondere Federelement oder anderes elastisches Element angeordnet ist.
11. Anschlusselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (1) einen Innenraum aufweist, der die drehmomentübertragende Profilverbindung der miteinander zu verbindenden Elemente, Anschlussaggregat (3) und Gelenkspindel (2) umschließt.
12. Verbindung zwischen einer Gelenkspindel (2) und einem Anschlussaggregat (3), insbesondere Walze, dadurch gekennzeichnet, dass diese über ein Anschlusselement (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 realisiert wird.
Description:
Anschlusselement zur Verbindung von Gelenkspindeln mit Anschlussaggregaten, insbesondere Trefferhalterung mit konischer Zentrierung Die Erfindung betrifft ein Anschlusselement, welches eine Gelenkspindel mit einem Anschlussaggregaten verbindet, bevorzugt eine Treffer- Flachzapfenverbindung.

Insbesondere bei Walzwerksantrieben erfolgt der Anschluss von Gelenkspindeln (Gelenkwellen, Flachzapfenspindeln, Zahnkupplungen usw. ) über sogenannte "Treffer". Diese sind gekennzeichnet durch eine Nabe, welche vornehmlich einen Flachzapfenanschluss besitzt und somit ein rasches Wechseln der Verbindungseinheit und Lösen der Verbindung ermöglicht. Um eine genauere Zentrierung der Verbindung zu gewährleisten, werden üblicherweise zwei Zentrierdurchmesser am Anfang und am Ende des als Flachzapfenteil ausgeführten Anschlusselements angebracht, welche gewöhnlich in Form von Zentrier-bzw. Verschleißringen vorliegen. Die heute bekannten Zentrierungen basieren alle auf zylindrischen Durchmessern. Nachteil dieser Ausführung ist, dass insbesondere bei verschlissenen Zentrierungen Spiel auftritt, welches zum Unrundlauf von Treffer und Gelenkspindel führt und somit zusätzlichen verstärkten Verschleiß hervorruft.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, insbesondere (die Voraussetzungen für) eine wenig verschleißanfällige Verbindung zu schaffen Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruches 1.

Bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein Anschlusselement, welches Gelenkspindeln mit Anschlussaggregaten verbindet, vorzugsweise ein Treffer-Flachzapfenanschluss ist dadurch charakterisiert, dass in diesen die drehmomentübertragende Verbindung,

insbesondere Profilverbindung zentriert wird. Das Anschlusselement ist derart gestaltet, dass dieses einen Innenraum aufweist, in welchem die Profilverbindung realisiert wird, insbesondere der die Profilverbindung umschließt. Dabei handelt es sich im einzelnen um die Verbindung von Gelenkspindeln, die beispielsweise in Form von Gelenkwellen, Flachzapfenspindeln oder Zahnkupplungen vorliegen, und Anschlussaggregaten über das als Nabe ausgebildete Anschlusselement.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht eine einfache und rationelle Fügbarkeit der Anschlusselemente, insbesondere der Nabe und der Gelenkspindel, welche als Welle vorliegt.

Erforderlich ist mindestens eine konische Zentrierstelle, vorzugsweise werden jedoch zwei Zentrierstellen mit konischem Sitz gestaltet. Der Konus ist dabei derart ausgeführt, dass dieser in Einbaulage betrachtet in Richtung der wirkenden Axialkräfte ausgeführt ist, dass heißt in Richtung des anzukoppelnden Elementes, insbesondere die Gelenkspindel verjüngend ausgeführt ist.

Die Zentrierstellen können dabei in unterschiedlichen Bereichen am Anschlusselement über dessen axiale Erstreckung angeordnet werden.

Vorzugsweise sind diese jeweils im Bereich der Enden des Anschlusselementes angeordnet. Für eine besondere Ausgestaltung wird zur Reduzierung der Länge des Anschlusselementes die der Gelenkspindel, insbesondere dem Anschlussaggregat zugewandte Seite in das Innere des Anschlusselementes verlagert. Damit können besonderes kurze Anschlusselemente realisiert werden.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung besteht in Ausgestaltung mit zwei konischen Zentrierstellen. Eine Überbestimmtheit des Systems wird dadurch vermieden, dass dann nur eine Zentrierstelle als ortsfeste Zentrierung in radialer und axialer Richtung ausgebildet wird. Die zweite Zentrierstelle ist in axialer Richtung bewegbar gelagert bzw. geführt. Diese kann beispielsweise von einem axial bewegbaren Ring, der durch eine Kraft, beispielsweise eine Federkraft oder ein Druckmittel auf den Konus geschoben und gehalten wird, gebildet werden.

Dies bietet den Vorteil, dass das erforderliche radiale Spiel zur Zentrierung des Ringes bei einer konventionellen zylindrischen Lagerstelle entfällt.

Die Zentrierstelle, das heißt insbesondere der Konus einer ortsfesten Zentrierstelle kann dabei einteilig mit dem Anschiusseiement, aas heißt als integrale Baueinheit mit diesem ausgeführt sein, oder aber ist mit dem Anschlusselement drehfest verbunden. Vorzugsweise werden die, die Zentrierstelle tragenden Elemente jedoch als separate Elemente ausgeführt, die lösbar mit dem Anschlusselement verbindbar sind, so dass in Abhängigkeit des konkreten Einsatzfalles eine einfache Austauschbarkeit gegeben ist. Ferner sind diese Elemente im Verschleißfall einfacher austauschbar und die Nabe des Anschlusselementes kann aus einem anderen Material als die die Zentrierstellen tragenden Elemente gefertigt werden. Damit können die einzelnen Bauteile entsprechend der konkreten Belastungen ausgelegt werden, und die Verschleiß-Paarungen den entsprechenden Anforderungen, angepasst werden. Diese Lösung ist damit aus ökonomischer Sicht besonders sinnvoll.

Die lösbare Verbindung zwischen den die Zentrierstellen tragenden Elementen und der Nabe des Anschlusselementes wird dabei im einfachsten Fall mittels Befestigungselementen, vorzugsweise in Form von Schraubverbindungen realisiert.

Bezüglich der drehmomentübertragenden Profilverbindung zwischen der Nabe des Anschlusselementes und dem Anschlussaggregat, das heißt der Gelenkspindel bestehen keinerlei Beschränkungen. Diese kann als Passfederverbindung, Flachzapfen, Kleeblatt oder Keilwellenverbindung ausgeführt sein. Entscheidend ist lediglich, dass die Verbindung konisch zentriert ist.

Um die Vorteile des erfindungsgemäßen Anschlusselementes, welches eine Nabe zur Realisierung einer drehmomentübertragenden Profilverbindung mit einem Anschlussaggregat umfasst und wenigstens zwei Zentrierstellen zur Zentrierung

der drehmomentübertragenden Verbindung aufweist, zu nutzen, ist es insbesondere bei Ausführungen des Anschlussaggregates als Gelenkspindel erforderlich, dass eine axiale Kraft die Nabe auf das wellenartig ausgestaltete Gegenstück, z. B. den Flachzapfen drückt. Die Haltekraft muss dabei größer gewählt werden wie die entgegengerichteten Kraftkomponenten, welche z. B. als Rückstellkraft hervorgerufen durch auf den Konus wirkende Querkräfte, wie beispielsweise Gewichtskräfte, Biegekräfte usw., verursacht werden. Eine solche Kraft kann insbesondere durch ein federvorgespanntes Mittelteil bei Gelenkwellen, wobei dieses Mittelteil zwischen zwei Kreuzgelenkanordnungen angeordnet ist, oder eine mit Axialkraft beaufschlagte Lagerstelle, aufgebracht werden. Ist diese Forderung erfüllt, kann an den konischen Sitzen eine spielfreie Zentrierung realisiert werden.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Figuren beispielhaft beschrieben werden : Es zeigen : Figur 1 verdeutlicht eine versetzte Anordnung zweier Gelenkwellen, die über jeweils ein erfindungemäß gestaltetes Anschlusselement mit den anzutreibenden Walzen in einem Walzwerksantrieb verbunden sind ; Figur 2 verdeutlicht die Ausführung der der Gelenkspindel abgewandte Seite als Fix-Zentrierung, wobei die gegenüberliegende Zentrierstelle beweglich gestaltet ist ; Figur 3 verdeutlicht die Ausführung der der Gelenkspindel zugewandten Zentrierstelle als Fix-Zentrierung, wobei die davon abgewandte Zentrierstelle, insbesondere das die Zentrierstelle tragende Element beweglich ausgeführt ist ; Figur 4 zeigt eine Ausführung, bei der die der Gelenkspindel zugewandte Seite

des Anschlusselementes zur Reduzierung des Trefferlänge ins Innere des Zapfens verlagert ist ; Figur 5 verdeutlicht eine Ausführung, bei der nur eine Zentrierstelle konisch gestaltet ist, wobei die gegenüberliegende Seite zylindrisch konzipiert ist.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Anschlusselement 1, welches Gelenkspindeln 2 mit Anschlussaggregaten 3 verbindet, bevorzugt eine"Treffer- Flachzapfenverbindung"4. Hier soll speziell eine Ausführung geschützt werden, bei welcher eine dreh-momentübertragende Profilverbindung (Passfeder, Flachzapfen, Kleeblatt, Keilwelle) zwischen Anschlusselement 1 und Anschlussaggregat 3 konisch zentriert wird. Das Anschlusselement 1 umfasst dazu wenigstens zwei Zentrierstellen 5 und 6, die von Zentrierflächen gebildet werden. Dabei ist wenigstens eine Zentrierstelle 5 oder 6, besser jedoch beide Zentrierstellen 5 und 6 mit konischem Sitz gestaltet. Dies ist für das Anschlusselement in Bild 2 gezeigt. Diese Ausführung setzt voraus, dass eine axiale Kraft die Nabe (z. B. Treffer) auf das wellenartig gestaltete Gegenstück (z.

B. Flachzapfen) drückt. Die Haltekraft muss dabei größer gewählt werden wie die entgegengerichteten Kraftkomponenten, welche z. B. als Rückstellkraft, hervorgerufen durch auf den Konus wirkende Querkräfte (Gewichtskräfte, Biegekräfte usw. ), verursacht wird. Eine solche Kraft kann insbesondere durch ein federvorgespanntes Mittelteil 7 wie in Bild 1 gezeigt oder eine mit Axialkraft beaufschlagte Lagerstützstelle aufgebracht werden. Ist diese Forderung erfüllt, so kann an den konischen Sitzen eine spielfreie Zentrierung realisiert werden. Diese Forderung erhält um so größere Dringlichkeit, wenn die Gelenkmittelpunkte einen großen Abstand zur Profilverbindung besitzen, wie dies z. B. bei einer versetzten Anordnung (gemäß Figur 1 für die untere Wellen) der Fall ist. Ferner führt die konische Zentrierung zu einer deutlich vereinfachten, rationelleren Fügbarkeit von Welle und Nabe.

Die bevorzugte Variante bezieht sich auf eine Ausführung eines Arischlusselementes 1 mit zwei konischen Zentrierstellen 5 und 6 wie in Figur 2

gezeigt. Diese sind vorzugsweise in den Endbereichen 8 und 9 des Anschlusselementes 1 angeordnet. Das Anschlusselement 1 umfasst eine Nabe 10. Die Zentrierstellen 5 und 6 sind entweder in der Nabe 10 direkt integriert, das heißt als einteilige Baueinheit mit dieser ausgeführt oder aber werden wie in Figur 2 dargestellt, von Zentrierstellen tragenden Elementen 11 und 12 gebildet. Diese stützen sich in der Nabe 10 ab und sind mit dieser drehfest verbunden. Die Zentrierstellen tragenden Elemente 11 und 12 sind dabei über wenigstens einen Teilbereich an deren Innenumfang 13 bzw. 14 konisch gestaltet. Der Konus ist daher an beiden Zentrierstellen hinsichtlich der Richtung gleich ausgerichtet. Eine Überbestimmtheit des Systems wird dadurch vermieden, dass nur eine Zentrierstelle 5 oder 6, hier 5 als Fix-Zentrierung, das heißt in radialer und axialer Richtung feste Zentrierung ausgebildet wird. Die zweite Zentrierstelle 6 wird von einem axial beweglichen Ring 15 bzw. einer Buchse gebildet welche z. B. durch Federkraft, hier über ein axiales Druckelement 16 oder Hydraulik-Druck auf den Konus geschoben und gehalten wird. Das erforderliche radiale Spiel zur Zentrierung dieses Ringes 15 bzw. der Buchse kann dabei gegenüber einer konventionellen zylindrischen Lagerstelle entfallen.

In den Figuren 3 bis 5 sind weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 3 ist die der Gelenkspindel 2 zugewandte Seite ist als Fix-Zentrierung gestaltet, das heißt die zweite Zentrierstelle 6 im Endbereich 9, der zur Gelenkspindel 2 weist. Die abgewandte Seite, das heißt die Zentrierstelle 5 ist beweglich ausgeführt.

Auch bei dieser Ausführung werden beide Zentrierstellen 5 und 6 von Zentrierstellen tragenden Elementen 11 und 12 gebildet. Diese sind als ringförmige, insbesondere zylindrische Elemente mit Innenkonus ausgeführt. Die Zentrierstelle 5, insbesondere das die Zentrierstelle 5 tragende Element 11 ist drehfest, jedoch in axialer Richtung verschiebbär in der Nabe 10 angeordnet. Die Befestigung erfolgt lösbar, beispielsweise wie hier dargestellt über

Befestigungselemente 17 in Form von Schrauben. In axialer Richtung stützt sich das Element 11 gegenüber der Nabe 10 verschiebbar ab.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 4 ist die der Gelenkspindel zugewandte Seite zur Reduzierung der Länge des Anschlusselementes1, insbesondere der Trefferlänge ins Innere des Zapfens verlagert.

Figur 5 zeigt eine Ausführung, bei der nur die Zentrierstelle 5 am Endbereich 8 konisch gestaltet ist. Die gegenüberliegende Seite, insbesondere die Zentrierstelle 6 ist zylindrisch konzipiert.

Figur 6 verdeutlicht eine mögliche Ausgestaltung einer Zentrierstelle 5 oder 6, wie sie in dem in den Figuren beschriebenen Ausführungen ebenfalls zum Einsatz gelangen kann. Bei dieser setzt sich die Zentrierstelle, hier beispielhaft 5, aus einer Mehrzahl, vorzugsweise wenigstens zwei Teilzentrierflächen 5.1, 5.2 zusammen. Dabei ist dem Konus an der Zentrierfläche 5.2 eine zylindrische Fläche 5.1 vorgeschaltet. Entscheidend ist lediglich, dass in Richtung zur Gelenkspindel der Durchmesser sich verjüngt.

Bezugszeichenliste 1 Anschlusselement 2 Gelenkspindel 3 Anschlussaggregat 4 Treffer-Flachzapfenverbindung 5 Zentrierstelle 6 Zentrierstelle 7 Mittelteil 8 Endbereich 9 Endbereich 10 Nabe 11 Zentrierstellen tragendes Element 12 Zentrierstellen tragendes Element 13 Innenumfang 14 Innenumfang 15 Ring, Buchse 16 Druckelement 17 Befestigungselement




 
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