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Gelenkspindel-Schmierung Die Erfindung betrifft einen lastabhängigen
Antrieb für eine auf einer Gelenkspindel eines Walzwerks angeordnete, mit umlaufende
und mit einem Schaltwerk zur Umsetzung einer hubbewegung des Antriebs in eine drehende
Bewegung versehene Schmierpumpe, insbesondere Fettschmierpumpe, zur Schmierung der
Gelenkstellen der Gelenkspindel.
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Aufgrund der starken Druck- und Reibungsbeanspruchung der GelenkkipSe
bzw. Gleitsteine der Gelenkspindeln von Walzwerken ist eine regelmäßige genau bemessene
Absohmierung dieser Masehninteile erforderlich. Die Zuführung des Schmiermittels
an die Gelenkkipfe der Gelenkspindeln van Walzwerken ist schwierig, weil es sich
hierbei um rotierende Maschinenfeile handelt, die der gleitenden oder rollenden
Reibung ausgesetzt sind und somit der Mäglichkeit eines starken Verschleißes unterliegen.
Dieser Verschleiß ist dann zu befürchten, wenn die Stellung der Gelenkspindel zu
der Abtriebswelle, also der Arbeitsspindel des Walzgerüstes, nicht koaxial, sondern
in einem Winkel zueinander ist.
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Es sind bereits Vorrichtungen bekannt, die der Schmierung der Gelenkstellen
der umlaufenden Gelenkspindeln dienen. So wird eine k o n t i n u i e r 1 i c h
e Schmierung mittels einer koaxial um die Gelenkspindel des Walzgerüstes gebaute
Zahnradpumpe, bestehend aus geteiltem Zahnkranz, geteiltem Außenring und Je einem
Färderritzel und einem Stützritzel, die im Außenring laufen, bewirkt. Der Zahnkranz
ist dabei fest um die Spindel aufgespannt, so daß er sich mit drehen kann. Während
des
Betriebes des Walzgerüstes, d.h. während der Rotation der kraftübertragenden Gelenkspindel,
dreht der Zahnkranz mit, versetzt das im festliegenden Außenring gelagerte Förderrad
in Umdrehung, so daß Zahnkranz und Förderrad als Zahnradpumpe arbeiten. Nachteilig
ist hierbei, daß unabhängig von der Stellung der Gelenkspindel zur Arbeitsspindel
eine- kontinuierliche Abschmierung der Spindelgelenke erfolgt. Bs handelt sich demzufolge
um eine Schmierung die nachteiligerweise lastunabhängig ist und sowohl bei Koaxialität
als auch bei Winkelstellung gleiche Sehmiermittelmengen an die Schmierstellen abgibt.
Da Reibungskräfte in den Gelenken an den Gelenlcsteinen Jedoch nicht bei koaxialer
Stellung der Gelenkspindel zu der Arbeitsspindel auftritt, findet in-diesem Arbeitszustand
der kraftüb.rtragenden Gelenkspindel eine Überschmierung statt.
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Eine weitere nachteiligerweise lastunabhä¢ge Schmierung ist die blnebelschmierung,
bei der Düsen auf der Spindel mitlaufen angeordnet sind und eine ständige Abschmierung
der Gelenksteine bewirken. Nachteilig ist hier darüber hinaus, daß die Abschmiernng
inkontrollierter als bei der Fettschmierung erfolgt.
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Schließlich ist es bekannt, eine Fettschmierpumpe mittels eines Sattelstücks
auf der umlaufenden Gelenkspindel zu befestigen, wobei der Antrieb der IPettschmierpumpe
über einen auf ein Schaltwerk wirkenden Stößel erfolgt, der über eine Laufrolle
als Bewegungsgeber an einer feststehenden Antriebskurve abrollt. Der Pumpenantrieb
erfolgt durch die Hubbewegung des federbelasteten Stößels, der in FAhrungsbuchsen
am Gehäuse der Pumpe verschiebbar gelagert ist und die verstellbare Laufrolle trägt.
Diese läuft auf einer Kurvenbahn, die am Gelenkspindellager fest angebracht ist.
Die Hubbewegung des Stößels betätigt über eine Mitnehmergabel das Schaltwerk, das
auf der Antriebswelle der Pumpe sitzt und ihre drehende Bewegung über die Schnecke
der Antriebswelle auf den Färderkolben überträgt. Auslaßseitig sind über Rohranschlüsse
Fettleitungen zu Jeder Schmierstelle der Gelenkspindel geführt.
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Prinzipiell nachteilig ist auch bei dieser Schmierung, daß sie lastunabhängig
arbeitet und gleiche Schmierstoffmengen in jedem Betriebszustand den Schmierstellen
zuführt. Der Antrieb ist darüber hinaus, wie auch bei der vorbeschriebenen Schmierung,
kompliziert und aufwendig. Im Betrieb besteht außerdem die Gefahr, daß bei einer
starken Winkelstellung der Gelenkspindel ein iiohtes Klemmen, zumindest Jedoch ein
Schwergäng eintritt, der den Verschleiß des Antriebs fördert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine lastabhängige Schmiereinrichtung
für Gelenkspindeln eines Walzwerks bzw.Walzgerüsts zu schaffen, die mit stärker
werdeder Winkelstellung der Gelenkspindel eine stärkere Abschmierung erbringt, einfach
im Aufbau ist und die Nachteile des Standes der Technik beseitigt.
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Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelbst, daß das Schaltwerk
des Antriebs der auf einer Gelenkspindel angeordneten Schmierpumpe mit einem Fixpunkt
auf der Abtriebs- oder Antriebsseite der Gelenkspindel, insbesondere auf dem Arbeitsspindelkopf,
derart verbunden ist, dáß die mit einer Winkelstellung der Gelenkspindel in Bezug
zur Arbeitsspindel des Walzgerüsts verbundene Verlängerung oder Verkürzung des Bewegungsweges
der Bewegungsgeber ist. Hierdurch wird erreicht, daß die Schmierpumpe um so mehr
Schmierstoff an die Gelenksteine der Gelenkspindel fördert, Je größer der KnickwiSkel
der Gelenkspindel in Bezug zur Arbeitswalze und zur Antriebsachse des Motors wird.
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Ist der Winkel gleich 00, also Koaxialität gegeben, findet keine Schmierstoffirderung
statt. Eine Schmierung ist in diesem Zustand auch nicht notwendig, da keine Reibung
an den Gelenksteinen auftritt. Die Erfindung stellt daher eine Melbsteinstellende
lastabhängige Schmierung dar, bei der Bewegungsgeber die Knickbewegung der Gelenkspindel
ist.
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Vorzugsweise trägt der Arbeitsspindelkopf des Walzgerüsts einen Ansatz,
an dem gelenkig ein Ende einer Stange oder dergleichen befestigt ist, deren anderes
Ende mit dem Schaltwerk in Verbindung steht. Der Ansatz kann ein Kugelzapfen sein,
der mit der Stange dann zweckmäßigerweise durch eine Kugelpfanne verbunden
ist.
Zur Erleicierung einer Uber- oder Untersetzung des Antriebs und damit Herbeiführung
einer Voreinstellung des Antriebs, kann an dem Schaltwerk ein Schwinghebel befestigt
sein, mit dem die Stange verbunden ist.
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Zur nochmaligen Verbesserung der Einstellbarkeit einer Über-oder Untersetzung
des Antriebs ist in zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, zwischen
dem Schaltwerk und dem Ansatz auf dem Gelenkspindelkopf mit Abstand zur Gelenkachse
der Gelenkspindel ein mit dem Ansatz einerseits und dem Schaltwerk andererseits
verbundenen Schwinghebel zu befestigen. Der oder die Schwinghebel sind vorteilhafterweise
mit Verstellmitteln zur änderbaren Voreinstellung des Schwinghebelausschlags, vorzugsweise,
Löchern versehen. Schließlich kann der Abstand des Schaltwerks und/oder des vorgesetzten
Schwinghebels zur Gelenkachse der Gienkspindel veränderbar sein.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der
eine bevorzugte Ausrührungsform eines lastabhängigen Antriebs für eine Fettschmierpumpe
zur Schmierung der Gelenkstellen einer Gelenkspindel sehematisch dargestellt ist.
In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 den Antrieb in einer Seitenansicht und Fig. 2 eine
Darstellung der Geometrie des Antriebs der Fig. 1.
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Eine Gelenkspindel 1 ist mit ihrem Spindelkopf 2 über darin angeordnete
Gleitsteine 3 mit einem Zapfen 4 eines Arbeitsspindelkopfes 5 der Arbeitsspindel
(nicht dargestellt), eines Walzgerüsts 6 verbunden. Die Gelenkspindel 1 steht unter
einem Winkel zu der Achse des Arbeitsspindelkopfes 5 und dient dem Antrieb der Arbeitsspindel.
Sie führt eine Drehbewegung aus.
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Mittels einer Fettschmierpumpe 7 erfolgt die Schmierung der auf Reibung
und Druck beanspruchten Gelenkkipre 2 bzw. Gleitsteine 3 der Gelenkspndel 1. Die
von der Schmierstoffpumpe 7 zu den
Schmierstellen führenden Fettleitungen
(Rohr 10 x 1,5) sind nicht dargestellt.
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Die Fettschmierpumpe 7 ist mit einer den örtlichen Gegebenheiten angepaßten
Befestigung an der Gelenkspindel 1 fest angebracht und läuft demzufolge mit der
rotierenden Gelenkspindel 1 um.
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In der Regel ist die Fettschmierpumpe 7 mittels gesicherter Stiftschrauben
8 auf einer Paßfläche 9 befestigt, die auf einem mit der Gelenkspindel 1 verschweißten
Sattelstück 10 vorgesehen ist.
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Zum Antrieb der Schmierpumpe 7 ist auf dem Arbeitsspindelkopf 5 ein
Kugelaapfen 11 befestigt. Mittels einer Kugelpfanne 12 ruht eine Gewindestange 13
auf dem Kugelzapfen 11, welche gelenkig mit ihrem anderen Ende an einem Schwinghebel
14 befestigt ist. Der SchiEghebel 14 ist auf dem Gelenkspindelkopf 2 an einem aufgeschweißten
Ansatz 15 mit Abstand zur Gelenkachse des Spinkopfes 2 angelenkt und mit einer Reihe
von Löchern 16 versehen.
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Von einem dieser Löcher 16 rührt eine weitere Gewindestange 17 zum
Schaltwerk 18 der Fettschmierpumpe 7. Am Schaltwerk 18 ist ein weiterer Schwinghebel
19 befestigt, mit dem die Gewindestange 17 verbunden ist.
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Drehen sich nun die Gelenkspindel 1 und die Arbeitsspindel unter einem
Winkel zueinander, so verkürzt und verlängert sich bei Jeder Umdrehung Je einmal
die Strecke x um den Betrag a, wie der Zeichnung entnehmbar ist. Da die Gewindestange
13 immer die gleiche Länge behält, wird durch den Schwinghebel 14 der Winkel α
auf den Winkel g vergrößert. Durch die Verbindung des Schwinghebels 14 mit dem Schwinghebel
19 durch die Gewindestange 17 kann nochmals Je nach Längenverhältnisse@ der Schwlnghebel
14 und 19 eine Uber- oder Untersetzung eingestellt werden.
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In der Zeichnung ist mit ausgezeichneten Strichen die Endstellung
der Zuglage in Fig. 1 oben und die Endstellung der Drucklage in gestrichelten Linien
in Fig. 1 unten angedeutet. Bs ist erkennbar, daß die Schmierpumpe 7 um so mehr
Schmierfett an die Gleitsteine fördert, je größer der Knickwinkel der Gelenkspindel
zur Arbeitswalze bzw. Arbeitsspindel ist. Bei einem Winkel gleich 0°
findet
keine FettfOrderung statt.
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In Fig. 2 der Zeichnung sind die geometrischen Verhältnisse dargestellt.
Hierbei ist x die Länge der Kugelkopf stange bzv.
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Gewindestange 13, ß der Schwinghebelausschlag des Schwinghebels 14,
der Knickwinkel, r der Spindelradius und a die Hubbewegung ohne Schwinghebel. Folgende
geometrische Beziehungen bestehen, die im übertragenen Sinne auch auf den Schwinghebel
19 z.B. wenn die Gewindestange 17 Jeweils im gleichen Höhenabstand von den Drehpunkten
des Ansatzes 15 und des Schaltwerkes 18 Justiert ist, Anwendung finden.
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Für Winkel α = 1° r = 300 mm Schwinghebel = 60 mm a sin α
= 0,0175 sin γ = 5,25 a = r . sin α = 60 a = 5,25 mm = 0.0875 γ
= 4,9° α+γ+# = 180° = 174.1°; ß = 1800 - 174,10 = 5,90 Schwinghebelausschlag
= 11,8° Für Winkel α = 10° r = 300 mm Schwinghebel = 160 mm a sinα =
0,174 sin γ = 50,2 a = r @ sinα = 160 a = 50,2 mm = 0,32 γ = 18,7°
α+γ+# = 180° # = 151,3°; ß/2 = 180° - 151,3° = 28,7° Schwinghebelausschlagß=
57,4°
Durch den Gelenkhebelmechanismus des Antriebs der FettschmIerpumpe
7 wird eine oszillierende Bewegung auf das Schaltwerk 18 aufgebracht und Je nach
Kniewinkel die Fördermenge beeinflußt. Es liegt daher eine lastabhängige Schmierung
bei Einstellung eines Knickwinkels vor, mit der proportional zur Winkellage der
Gelenkspindel 1 bis zur maximalen Schmierstoffförderung mit -steigendem Winkelgrad
die Schmierstofff.rderung erhöht wird. Die axialen und radialen Abstände des Kugelzapfens
11 und des Schwinghebels 14 von der Gelenkachse bestimmen maßgeblich die Antriebsverhältnisse
in Abhängigkeit von der Winkelwirkung einer Schrägstellung der Gelenkspindel 1.
Durch die Lochreihen 16 bei den Schwinghebeln 14 und 19 kbnnen-zudem die Gewindestangen
13 und 17 so justiert werden, daß auch bei extrem kleinem Knickwinkel α k
der Gelenkspindel 1 größere Schwinghebelwinkel beim Schaltwerk 18 entstehen. Hierdurch
kann die Ansprechphase beim Schaltwerk überbrückt und eine eventuelle Schmierstoffmengenvorgabe
bestimmt werden. Bei zu großem Knickwinkel@ kann z. B. im umgekehrten Sinne verfahren
werden, um den zulässigen Maximal-Winkel beim Schaltwerk 18 nicht zu überschreiten.
Insbesondere ist auf die konstruktive Einfachheit dieser lastabhängigen Schmierung
zu verweisen, die eine zusätzliche Frdermengeneinstellung (Einstellungsvorgabe)ermglicht
und die außermittig auf der Gelenkspindel 1 anzubringenden Gewichte vermindert.