DE3303929C1

DE3303929C1 - Gelenkkupplung, insbesondere für Walzwerksantriebe

Info

Publication number: DE3303929C1
Application number: DE3303929A
Authority: DE
Inventors: Manfred 4000 Düsseldorf Stachuletz
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1983-02-05
Filing date: 1983-02-05
Publication date: 1984-07-26

Description

Im dargestellten Querschnitt hat der Treffer 3 zwei außermittige Axialbohrungen 7, in die Plungerkolben 8, 9 eingesetzt sind, die durch Federn 10 gegen die innere Stirnfläche 1b der Kuppelmuffe 1 gedrückt sind. In der Darstellung nimmt die Spindel 4 mit dem Treffer 3 die größte Winkellage gegenüber der Achsmitte der Kuppelmuffe 1 ein, so daß der Kolben 8 in der Endlage seines Saughubes und der Kolben 9 in der Endlage seines Druckhubes liegen.
Die Axialbohrungen 7 kommunizieren über Fettleitungen 11 mit je einer Radialbohrung 12, die die Fettkammer 5 mit einer zentralen, von der freien Stirnfläche des Treffers ausgehenden Sackbohrung 13 verbinden.
Beiderseits der Einmündungen der Fettleitungen 11 in die Radialbohrungen 12 ist jede Radialbohrung mit in gleicher Richtung öffnenden Rückschlagventilen 14, 15 versehen. Gegenüber den fettführenden Leitungen 11 und 12 wirken die Rückschlagventile 14 als Saugventile und die Rückschlagventile 15 als Druckventile.
Der Treffer 3 hat in der Radialebene der Radialbohrungen 12 einen Ring 3b, der bis nahe an die äußere Umgrenzung leder Fettkammer5 reicht und eine Fortsetzung 12a der jeweiligen Radialbohrung 12 enthält.
Der Ring 3b ist in größtmöglicher Nähe der die Fettkammer 5 verschließenden Ringdichtung 6 angeordnet.
Die Wirkungsweise der von den Axialbohrungen 7 und den Plungerkolben 8, 9 dargestellten Axialkolbenpumpen ist folgende: Beim Umlauf der Kuppelspindel 1 nebst Gelenkspindel 3, 4 führt der Treffer 3 je nach der Größe der Winkelabweichung der Spindel gegenüber der Muffe eine mehr oder weniger große Taumelbewegung aus, durch die die Plungerkolben 8, 9 wechselweise unter dem Druck ihrer Federn 10 Saughübe oder unter dem umlaufenden Anschlag der inneren Stirnfläche 1 b der Kuppelmuffe 1 Druckhübe ausführen. Bei einem Saughub öffnen die Rückschlagventile 14, so daß Fett aus der Fettkammer 5 in die zugehörige Radialbohrung 12, 12a eingesaugt wird. Der Saughub ist für den Plungerkolben 8 in der zeichnerischen Darstellung beendet. Wenn nach einer Spindeldrehung um 1800 der Kolben 8 an die Stelle des Kolbens 9 gelangt, ist ein Druckhub ausgeführt, durch den das Rückschlagventil 14 schließt und Rückschlagventil 15 öffnet und die über die zugehörige Radialbohrung 12 und Fettleitung 11 in die Axialbohrung 7 angesaugte Fettmenge in die zentrale Sackbohrung 13 gedrückt wird. Durch dieses Wechselspiel der Axialkolbenpumpen mit den Plungerkolben 8 und 9 wird die in der Fettkammer 5 und in allen Bohrungen enthaltene Fettmenge im Kreislauf durch die zentrale Sackbohrung 13 umgewälzt mit der Folge, daß sich die an den Gelenkstellen (Innenzahnkranz 1a und Außenzahnkranz 3a) entstehende Reibungswärme auf die gesamte Fettmenge verteilt und Überhitzungen an den Gelenkstellen vermieden werden.
Es versteht sich, daß in der maschinentechnischen Ausführung der Treffer 3 mehrteilig ausgeführt ist, um die Rückschlagventile 14, 15 in die Radialbohrungen 12 einbringen zu können. Insoweit ist die zeichnerische Darstellung als schematisch anzusehen.
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Claims

Patentansprüche: 1. Gelenkkupplung, insbesondere für Walzwerksantriebe, mit einer Kuppelmuffe und mit einem mit der Kuppelmuffe drehfest, aber winkelbeweglich eingesetzten spindelseitigen Treffer, wobei innerhalb der Kuppelmuffe eine mit Schmierfett gefüllte, durch eine Ringdichtung geschlossene Fettkammer vorgesehen ist, gekennzeichnet durch die Verwendung umfangsverteilter Axialkolbenpumpen mit der Maßgabe, daß die Kolben (8,9) in Axialbohrungen (7) des Treffers (3) eingesetzt sind und durch Federn (10) gegen eine innere Stirnfläche (1b) der Kuppelmuffe (1) gedrückt sind, und daß die Axialbohrungen über je eine Fettleitung (11) mit je einer Radialbohrung (12) kommunizieren, die jeweils die Fettkammer (5) mit einer zentralen, von der freien Stirnfläche des Treffers ausgehenden Sackbohrung (13) verbindet und die beiderseits der Einmündung der Fettleitung mit in gleicher Richtung öffnenden Rückschlagventilen (14, 15) versehen ist.
2. Gelenkkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Treffer (3) in der Querebene der Radialbohrungen (12) mit einem von den Radialbohrungen durchsetzten Ring (3b) versehen ist, der bis nahe an die äußere Umgrenzung (le)der Fettkammer (5) reicht.
3. Gelenkkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (3b) mit den Radialbohrungen (12) in größtmöglicher Nähe der die Fettkammer (5) verschließenden Ringdichtung (6) angeordnet ist.

Die Erfindung betrifft eine Gelenkkupplung, insbesondere für Walzwerksantriebe, mit einer Kuppelmuffe und mit einem mit der Kuppelmuffe drehfest, aber winkelbeweglich eingesetzten spindelseitigem Treffer, wobei innerhalb der Kuppelmuffe eine mit Schmierfett gefüllte, durch eine Ringdichtung geschlossene Fettkammer vorgesehen ist. Derartige geschlossene Gelenkkupplungen leiden unter dem Mangel, daß insbesondere bei hohen Drehzahlen Überhitzungen auftreten, weil sich die an den Stellen der Gleitbewegung zwischen den das Drehmoment übertragenden Flächen vom Fett aufgenommene Hitze schlecht im übrigen Fett verteilt, so daß im Fett selbst schon ein Temperaturgefälle entsteht.

Die Überhitzung im Bereich der Gleitstellen beeinträchtigt die Lebensdauer und Betriebssicherheit solcher Gelenkkupplungen. Auch ist die Beobachtung gemacht worden, daß das Schmierfett im Bereich der Ringdichtung austritt, was vermutlich darauf zurückzuführen ist, daß sich das Schmierfett im mehrschichtigen Betrieb auf Dauer doch durchgehend erhitzt und zu flüssig wird.

Um außer einer verbesserten Schmierung auch eine ausreichende Wärmeabfuhr zu erreichen, hat man geschlossene Gelenkkupplungen auch bereits mit einer Ölfüllung versehen, was aber zu zusätzlichen Dichtungsmaßnahmen, z. B. Gummibalgdichtungen, zwingt, die leicht beschädigt werden können.

Man ist daher in neuerer Zeit dazu übergegangen, den Gleitstellen Schmieröl aus Vorratsräumen dosiert zuzuführen, wobei das geschlossene System notwendigerweise verlassen werden mußte (DE-PS 9 25 284, DE-OS 19 02 894, DE-PS 28 24 895). Bei diesen Systemen wird ein automatischer Schmiervorgang dadurch erreicht, daß axiale Relativbewegungen des winkelbeweglichen Treffers gegenüber der walzenseitigen Kuppelmuffe zum Antrieb von umfangsverteilten Axialkolbenpumpen herangezogen wurden. Je größer bei diesem System die Neigung der Spindel gegenüber der Mittenachse der Kuppelmuffe ist, um so größer sind auch die Fördermengen dieser Axialkolbenpumpen, deren Fördermenge im übrigen auch drehzahlabhängig ist.

Im Gegensatz zu diesem Stand der Technik schließt die Erfindung an die Gattung der geschlossenen, mit Fettfüllung versehenen Gelenkkupplungen an und hat sich die Aufgabe gestellt, bei dieser Gattung von Gelenkkupplungen das Problem der Überhitzung an den Gleitstellen und den vermutlich hierauf zurückzuführenden Schmiermittelverlust zu beseitigen. Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung in der Verwendung umfangsverteilter Axialkolbenpumpen mit der Maßgabe, daß die Kolben in Axialbohrungen des Treffers eingesetzt sind und durch Federn gegen eine innere Stirnfläche der Kuppelmuffe gedrückt sind, und daß die Axialbohrungen über je eine Fettleitung mit je einer Radialbohrung kommunizieren, die jeweils die Fettkammer mit einer zentralen, von der freien Stirnfläche des Treffers ausgehenden Sackbohrung verbindet und die beiderseits der Einmündung der Fettleitungen mit in gleicher Richtungen öffnenden Rückschlagventilen versehen ist.

Die Erfindung geht damit von der Erkenntnis aus, daß über die bekannten umfangsverteilten Axialkolbenpumpen, die nach dem Stande der Technik der dosierten Schmiermittelzufuhr dienen, ein zwangsläufiger Kreislauf der Fettfüllung einer geschlossenen Gelenkkupplung erreicht werden kann, wodurch die an den Gleitstellen der Kupplung entstehende Wärme laufend abgeführt wird und Uberhitzungen vermieden werden. Auch die dem geschlossenen System eigenen Fettverluste treten nicht mehr auf.

Um den Fettkreislauf zu fördern sieht die Erfindung vor, daß der Treffer in der Querebene der Radialbohrungen mit einem von den Radialbohrungen durchsetzten Ring versehen ist, der bis nahe an die äußere Umgrenzung der Fettkammer reicht. Hierdurch wird auch die Fettmenge, die sich durch Fliehkraft an die äußere Umgrenzung der Fettkammer anlegt, in den Kreislauf einbezogen.

Zur Vermeidung toter Räume ist der Ring mit den Radialbohrungen in größtmöglicher Nähe der die Fettkammer verschließenden Ringdichtung angeordnet.

Die Erfindung eignet sich insbesondere für Zahnkupplungen, ist jedoch auch bei geschlossenen Flachzapfenkupplungen anwendbar, mit zwei außermittigen Axialkolbenpumpen innerhalb des Flachzapfens.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel eine Zahngelenkkupplung im Querschnitt dargestellt. Die Kupplung besteht aus einer Kuppelmuffe 1, die drehfest mit dem angetriebenen Zapfen 2 einer nicht dargestellten Walzwerkswalze verbunden ist und eine Innenverzahnung 1a trägt. Mit diesem Innenzahnkranz 1a steht ein bogenverzahnter Außenzahnkranz 3a eines Treffers 3 im Eingriff, woduch die drehfeste, aber winkelbewegliche Kupplung zwischen der Kuppelmuffe 1 und einer Spindel 4 hergestellt ist. Zwischen der Kuppelmuffe 1 und dem Treffer 3 befindet sich eine Fettkammer 5, die spindelseitig durch eine Ringdichtung 6 verschlossen und mit Schmierfett gefüllt ist.