(57)【要約】  本発明は、歯切り部をもって形成されたスピンドル部分１と締まりばめ部をもって形成されたスピンドル部分６とを架橋する、特にロールスタンドの主駆動系用の過負荷に対する安全カップリングに関する。軸方向の過負荷に対する安全カップリングを捩れによる過負荷に対する回転防止装置と組み合せるため、この安全カップリングは、一端で内歯によって軸方向に移動可能にスピンドル部分１を収容し、他端で締まりばめ部内の内部スリーブ４によってスピンドル部分６を包囲する回転移動スリーブ３によって形成され、スリーブ状のその後方の突起１３で、加圧スリーブ５と、圧力媒体によって緊張される加圧間隙１４とによって過負荷の場合に撓む回転を固定した摩擦係合式結合部を形成する。軸方向の過負荷に対する安全カップリングを捩れによる過負荷に対する回転防止装置と組み合せるため、この安全カップリングは、スピンドル部分１が固定軸受箇所２によって形成され、スピンドル部分６が浮動軸受箇所８によって形成されている。
2007513776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯切り部をもって形成されたスピンドル部分（１）と締まりばめ部をもって形成されたスピンドル部分（６）とを架橋する、特にロールスタンドの主駆動系用の過負荷に対する安全カップリングにおいて、
一端で内歯によって軸方向に移動可能にスピンドル部分（１）を収容し、他端で締まりばめ部内の内部スリーブ（４）によってスピンドル部分（６）を包囲する回転移動スリーブ（３）が、スリーブ状のその後方の突起（１３）で、加圧スリーブ（５）と、圧力媒体によって緊張される加圧間隙（１４）とによって過負荷の場合に撓む回転を固定した摩擦係合式結合部を形成することを特徴とする安全カップリング。
【請求項２】
軸方向の連結力を吸収するため、スピンドル部分（１）と（６）間の間隔保持装置として好ましくは外側に位置する軸方向加圧シリンダ（７，７’）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の安全カップリング。
【請求項３】
スピンドル部分（１）が固定軸受箇所（２）によって形成され、スピンドル部分（６）が浮動軸受箇所（８）によって形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の安全カップリング。
【請求項４】
固定軸受箇所（２）の方向にスピンドル部分（６）に軸方向に過負荷が与えられた場合、このスピンドル部分（６）が、浮動軸受箇所（８）、回転防止装置（４，５，１０，１１，１２）及び内歯を切られた回転移動スリーブ（３）と共に、スピンドル部分（１）の外歯を切られた部分を介して移動可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の安全カップリング。
【請求項５】
軸方向の移動の作動力が、シリンダ（７，７’）内の圧力によって調整可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の安全カップリング。
【請求項６】
シリンダ（７，７’）が、連結作用のコントロールもしくは減衰を行なうために形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の安全カップリング。
【請求項７】
トルクの過負荷時に、スピンドル部分（６）が、不動に結合された内部スリーブ（４）によって回転移動スリーブ（３）と加圧スリーブ（５）に対して滑走可能に形成されており、スピンドル部分（６）と不動に結合された剪断リング（１０）が剪断弁（１１）と結合しており、これにより、加圧間隙（１４）内の圧力媒体を介して予緊張される結合部が解除されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の安全カップリング。
【請求項８】
加圧スリーブ（５）が、軸受（１２）を介して内部スリーブ（４）上に回転可能に支持されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の安全カップリング。
【請求項９】
加圧スリーブ（５）の圧力を介して、所定の作動トルクが調整可能であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の安全カップリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯切り部をもって形成されたスピンドル部分と締まりばめ部をもって形成されたスピンドル部分とを架橋する、特にロールスタンドの主駆動系用の過負荷に対する安全カップリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の粗板スタンドの場合、トルクによる過負荷の発生に対する回転安全カップリングをモータ側で軸方向に可動の駆動軸の外側に配設することは、今日ではしばしば普通に行なわれることである。
【０００３】
カルダン軸の場合、例えば移動部材内でのロールの斜め破断による軸方向の過負荷に対して安全機能が得られる。ここで、移動部材は、ロールのアクティブな移動が行なわれる場合に長さを補償するためにも使用される。
【０００４】
カルダン軸とは対照的に、フラットジャーナルスピンドルは、通常は軸方向の移動能力を何ら備えない。フラットジャーナルを駆動する場合、ロール側のウォブラとジョイントヘッド間に小さな軸方向の移動が実現される。ロールの大きな軸方向の移動のため、又は事故の場合の保護機能として、散発的にスプライン上でのジョイントヘッドの移動が適用される。
【０００５】
特許文献１から、例えば螺旋歯−ジョイントスピンドルを有する圧延機の駆動機構が公知である。ピニオンとワークロール間に軸方向に移動可能なジョイントスピンドルが配設されている場合、スピンドルジョイントは、それぞれ螺旋歯を備えるカップリングウォブラとこのウォブラを包囲する内歯を備えているカップリングスリーブとから構成される。カップリングスリーブは、ピニオンもしくはワークロールの軸ジャーナル上を移動される。ジョイントスピンドルは、カップリングスリーブ間でスピンドル軸の領域に配設された支持要素と軸方向に変位可能な加圧タペットによって案内されている。ジョイントスピンドルと連結されたワークロールの軸方向の移動を補償するため、カップリングスリーブの内歯は、ジョイントスピンドルの軸方向の移動の大きさに一致するような基本的な長さＬを少なくとも有するウォブラの螺旋歯に係合する。
【０００６】
特許文献２には、スピンドル軸の端部に設けられた螺旋歯を備えるカップリングウォブラと、これらカップリングウォブラを包囲する、スピンドル軸の両側に支持ボールと加圧プランジャを介して支持される接続スリーブの内歯と、溝を設けられたオイル供給リングが付属するオイル循環潤滑装置とを有する圧延機の駆動機構用のギヤ型ジョイントスピンドルが開示されている。オイル供給リングは、スピンドル軸をシールするように包囲し、軸方向に移動しないように確保されてこのスピンドル軸上に回転可能に軸受けされ、この場合、溝は、スピンドル軸の少なくとも１つの半径方向孔によってこのスピンドル軸内に長手方向に延在する少なくとも１つの中央通路と接続されており、この中央通路から、潤滑及び冷却すべきギヤ型カップリングがオイルを供給可能である。中央通路の孔は、スピンドル軸のロール側の終端領域に、皿バネによって予緊張された加圧タペットを収容するために拡大された直径を備える。スピンドル軸上に軸受けされた少なくとも１つのオイル排出ハウジングが、ギヤ型カップリング及びオイル供給リングをシールするように包囲する。スピンドル軸は、カップリングウォブラの少なくとも１つ内に回転を固定して軸方向に移動可能に案内され、支持ボールを備える軸方向に予緊張された案内スリーブ上に軸方向に移動可能に案内されている。中央の通路は、スピンドル軸に対して軸方向に移動可能なカップリングウォブラと、スピンドル軸に対して軸方向に移動可能なガイドスリーブと、加圧スタンプに対して移動可能な支持ボールと、内歯に対して移動可能な螺旋歯との間の摩擦面の循環潤滑のために孔並びにオイルラインを備えている。
【０００７】
特許文献３には、互いに連結すべき部分間に固定可能であり、これら部分に連結部分を介在させて連結圧力を加えるために、半径方向に外向きにも内向きにも膨張可能である本質的にシリンダ状の連結部分を互いに有する、互いに同軸の２つの回転可能な部分を連結するためのカップリングが示されている。連結部分は、連結部分を膨張させるために圧力流の通路によって供給をするために設定され、かつ前記部分の相対捩れが生じた場合に起動される圧力負荷解除装置を備えている圧力室を包含する。連結部分は、これら部分の他方に加えるよりも大きな連結力を第１の部分に加えるように形成されており、圧力負荷除去装置は、第１の部分と連結部分間に相対捩れが生じた場合に起動されるが、他方の部分と連結部分間の回転は可能にするように形成されている。
【０００８】
特許文献４には、中空軸として形成され、かつ間隔を置いた軸受にハウジング内で軸受けされた変速機入力軸と、この変速機入力軸内に挿入可能な駆動軸との間で解除可能な摩擦係合式結合を行なうための機構が開示されている。変速機入力軸内には、軸受の前で終了する液体で満たされた、僅かな半径方向の広さの環状チャンバが形成されている。少なくとも変速機入力軸の一端に、この環状チャンバと接続している、液体に圧力を加え、これにより駆動軸に変速機入力軸を挟持固定するための装置が設けられている。
【０００９】
特許文献５には、回転を固定して駆動軸もしくは被駆動軸と結合され、摩擦結合部を形成するために互いに対面する２つの圧力作用を受ける面を介して互いに係合している互いに同軸の２つの連結要素を有するトルク制限式の連結機構が開示されている。摩擦結合部は、連結部に作用するトルクが所定の値を超過した場合に摩擦結合部が滑るように設定されている。摩擦結合部で生じる滑りを検出し、滑りが生じた場合に連結を解除するための装置が設けられている。摩擦結合部は、一方の連結要素と不動に結合され、プレスばめ内でシリンダ状のブッシュを支持し、他方の連結要素と不動に結合されているシリンダ状の部分を備える。更に、連結機構は高圧ポンプを備え、この高圧ポンプは、摩擦結合部にすべりが生じた場合に、圧力下にある媒体を排出路に供給するように、検出装置によって駆動される。多数の開口部が、摩擦面の少なくとも一方に形成され、ポンプの排出路と連絡している。開口部は、圧力媒体を供給する際に摩擦面と共に静油圧層を形成するように形成されている。
【００１０】
特許文献６は、互いに遊びなく連結すべき２つの同軸の機械要素−入力側の第１の機械要素と出力側の第２の機械要素−を、部分的に弾性変形可能な壁によって制限された、圧力媒体によって充填可能である少なくとも１つの中間室と動力伝達可能に結合するための結合カップリング内の圧力を上昇させるための方法に関する。圧力媒体は、結合カップリングの回転中、結合カップリングの外周の領域に配設された少なくとも１つの移送装置によって共に回転する圧力媒体タンクから中間室に移送されるが、この場合、駆動機構は、直接的又は間接的に移送装置の別の伝達手段を介して有効になる偏心体によって形成される。
【特許文献１】独国特許出願公開第３８  １１  ７９０号明細書
【特許文献２】独国特許第３７  ０６  ５７７号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第４０  ２８  １５８号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第３４  １９  ３０７号明細書
【特許文献５】欧州特許第０  ４２９  ４６８号明細書
【特許文献６】独国特許出願公開第１０１  １２  ０８８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前記従来技術から出発して、本発明の基本にある課題は、特にスピンドルのバランス取りをするための２つの軸受を有するフラットジャーナル駆動機構に対し、組み合わせ式の回転／移動防止装置を既存の駆動機構に統合することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この課題を解決するため、歯切り部をもって形成されたスピンドル部分と、締まりばめ部をもって形成されたスピンドル部分とを架橋する、特にロールスタンドの主駆動系用の過負荷に対する安全カップリングにおいて、一端で内歯によって軸方向に移動可能にスピンドル部分を収容し、他端で締まりばめ部内の内部スリーブによってスピンドル部分を包囲する回転移動スリーブが、スリーブ状のその後方の突起で、加圧スリーブと、圧力媒体によって緊張される加圧間隙とによって過負荷の場合に撓む回転を固定した摩擦係合式結合部を形成することが提案される。この措置によって、軸方向の過負荷に対する保護メカニズムを、捩れによる過負荷に対する回転防止装置と組み合せることが得られる。
【００１３】
安全カップリングのある形成では、軸方向の連結力を吸収するため、スピンドル部分間の間隔保持装置として好ましくは外側に位置する軸方向加圧シリンダが設けられており、これら加圧シリンダは、過負荷の際して撓むように形成されている。
【００１４】
本発明の更なる形成は、下位の請求項に応じて行なわれる。
【００１５】
この場合、一方のスピンドル部分が固定軸受箇所によって形成され、他方のスピンドル部分が浮動軸受箇所によって形成されている措置がとられてもよい。
【００１６】
更に、固定軸受箇所の方向にスピンドル部分に軸方向に過負荷が与えられた場合、このスピンドル部分が、浮動軸受箇所、回転防止装置及び内歯をきられた回転移動スリーブと共に、このスピンドル部分の外歯を切られた部分を介して移動可能であってもよい。
【００１７】
更に、軸方向の移動の作動力が、シリンダ内の圧力によって調整可能であることも有利である。更に、シリンダが、連結作用のコントロールもしくは減衰を行なうために形成されていることも有利である。
【００１８】
適切な形成では、トルクの過負荷時に、スピンドル部分が、不動に結合された内部スリーブによって回転移動スリーブと加圧スリーブに対して滑走可能に形成されており、スピンドル部分と不動に結合された剪断リングが剪断弁と結合しており、これにより、加圧間隙内の圧力媒体を介して予緊張される結合部が解除される。作動の後、作動トルクが加圧スリーブの圧力を介して調整された後、軸受を介して回転が行なわれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の更なる詳細、特徴及び利点は、図面に概略的に図示した実施例の以下の説明から分かる。
【００２０】
本発明による安全カップリングは、一端で内歯によって軸方向に移動可能にスピンドル部分１を収容し、他方で締まりばめ部内の内部スリーブ４によってスピンドル部分６を包囲する回転移動スリーブ３によって形成され、この内部スリーブ自身は、回転移動スリーブ３の後方のスリーブ状の突起１３を間に入れて、加圧スリーブ５と、圧力媒体によって緊張された加圧間隙１４を間に入れて、この突起１３とによって、過負荷の場合に撓む回転を固定した摩擦係合式結合部を形成し、軸方向の連結力を吸収するためにスピンドル部分１と６間の間隔保持装置として好ましくは外側に位置する軸方向加圧シリンダ７，７’が形成されている。
【００２１】
スピンドル軸１は固定軸受箇所２によって形成され、スピンドル部分６は浮動軸受箇所８によって形成されている。固定軸受箇所２の方向にスピンドル部分６に軸方向に過負荷が与えられた場合、このスピンドル部分６は、浮動軸受箇所８、回転防止装置４，５、及び内歯を切られた回転移動スリーブ３と共に、スピンドル部分１の外歯を切られた部分を介して移動可能である。軸方向の移動の作動力は、シリンダ７，７’内の圧力によって調整可能である。この場合、シリンダ７，７’は、連結作用のコントロールもしくは減衰を行なうために利用することができる。
【００２２】
トルクの過負荷時に、スピンドル部分６は、不動に結合された内部スリーブ４によって回転移動スリーブ３と加圧スリーブ５に対して滑り、スピンドル部分６と不動に結合された剪断リング１０は、剪断弁１１の頭部を分離し、これにより、加圧間隙１４内の圧力媒体を介して予緊張される結合部が解除され、作動の後、加圧スリーブ内の圧力を介して作動トルクが調整された後、軸受１２を介して回転が行なわれる。
【００２３】
本発明による安全カップリングの機能は、以下のように説明することができる。
【００２４】
外歯を有するスピンドル軸１は、固定軸受箇所２によって軸方向及び半径方向を軸受けされている。このスピンドル軸は、回転移動スリーブ３を介して噛み合うように必要な圧延トルクを伝達する。回転防止ユニットの回転移動スリーブの歯切りされてない端部と加圧スリーブ５間は摩擦係合している。この摩擦係合は、加圧スリーブ５の間隙内に存在する圧力媒体によって維持される。内部スリーブ４は、スピンドル部分６と不動に結合されている。スピンドル部分１と回転移動スリーブ３間の歯切り部の軸方向の可動性は、少なくとも１つのシリンダ７，７’によって限定される。
【００２５】
例えばロールの斜め破断の際にスピンドルバランス取り装置、モータ側のジョイントのボルト、中間軸もしくは下部モータのスラスト軸受、及び場合によっては間接的に関係する部品を、損傷のないように保護し、軸方向に移動しないようにモータを保護するため、固定軸受側の方向にスピンドル部分６に軸方向に過負荷が与えられた場合、このスピンドル部分は、浮動軸受箇所８、回転防止装置４，５，１０，１１，１２及び内歯を切られた回転移動スリーブ３と共にスピンドル部分１の外歯を切られた部分を介して移動される。移動経路は、確定すべき互いに対面する２つのスピンドル端面の間隔によって制限されている。軸方向の移動の作動力は、シリンダ７，７’内の圧力によって調整される。最大圧力を超過した場合、シリンダは萎縮
し、移動経路を解放する。シリンダ７，７’は、同様にアクティブなコントロールもしくは減衰の可能性を提供する。浮動軸受箇所８の移動は、ディスク９上で行なわれる。
【００２６】
トルクの過負荷時には、スピンドル部分６は、不動に結合された内部スリーブ４によって回転移動スリーブ３と加圧スリーブ５に対して滑る。この場合、スピンドル部分６と不動に結合された剪断リング１０は、剪断弁１１の頭部を分離して、圧力媒体を介して予緊張された結合部が解除される。作動の後、軸受１２を介して回転が行なわれる。作動トルクは、加圧スリーブ内の圧力を介して調整される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】歯切り部をもって形成されたスピンドル部分と締まりばめ部をもって形成されたスピンドル部分とを架橋する、特にロールスタンドの主駆動系用の組み合わせ式の回転／移動安全カップリングを示す。
【符号の説明】
【００２８】
１          スピンドル部分
２          固定軸受箇所
３          回転移動スリーブ
４          内部スリーブ
５          加圧スリーブ
６          スピンドル部分
７，７’    軸方向加圧シリンダ
８          浮動軸受箇所
９          ディスク
１０        剪断リング
１１        剪断弁
１２        軸受
１３        突起
１４        加圧間隙
【図１】
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【国際調査報告】
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2007513776.tif 000005
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