DE1427942A1 - Walzenhalterung fuer starre Walzenlager - Google Patents

Description

Dr. V. AA. Hamburg, den 2. August 1968

Aktenzeichen: P 14 27 942.6

Anmelder: Morgardshammars Mek. Verkstads Aktiebolag, Morgaxdshammar/S ciiweden

Vertreter: Patentanwalt Dr.rer.nat.Friedrieh Vollmer, Hamburg 70, Schloßstr. 6

Walzenhalterung für starre Walzenlager

Die Erfindung betrifft eine Walzenhalterung für starre Walzenlager, wie zylindrische Gleitlager und Vielreihen-Bollenlager, mit Stellschrauben, deren Köpfe geformte Auflageflächen aufweisen, und bei denen die Übertragung des Walzendrucks direkt von dem einen» den Walzendruok aufnehmenden Walzenlagergehäuse zu dem anderen, den WaIi druck aufnehmenden Walzenlagergehäuse über Stellschrauben bewirkt wird*

Walzenanordnungen, bei denen der Walsdruok unmittelbar ▼on einen Lagergehäuse auf das andere übertragen wird,

Unterlagen (Art 7 11 Abs. 2 Hr. I Satz 3 dMAnderune«··^ 4.0.186/

&09812/0084

sind ζ.B* aus den schwedischen Patentschriften 120 359 und 140 487 bekannt. Bisher war es üblich, hierbei für jeden Laufzapfen ein kugelförmiges Walzenlager -vorzusehen·

Bei Walzenstühlen, die mit einem hohen Walzdruck im Verhältnis zum Walzendurchmesser arbeiten* ist es im Interesse einer langen Lebensdauer erforderlich, atarre Lager zu verwenden, z#B, unter Hochdruck g.eschmierte Gleitlager, Vier-Reihen-Kegelrollenlager, doppelsphärische oder zylindrische Wälzlager* Derartige Lager sind gegen Kanten— belastungen empfindlich· Deshalb müssen sie so ausgebildet sein, daß sich ihre Lagergehäuse auf die Neigung der Lauf zapf en einstellen können, die je nach der Belastung veränderlieh ist. Diese Bedingung wird im wesentlichen durch eine Anordnung nach Fig» 1 der schwedischen Patentschrift 120 359 erfüllt, wobei der Kopf der Einstellschraube seitlich bewegbar durch die ovale öffnung in der Buchse 14, Fig. 3 , angeordnet ist. Bei sich ändernden Walzendrücken tritt jedoch eine gewisse Biegung der Einstellschraube 12 ein* Diese Biegung bildet einen Widerstand gegenüber der Selbeteinsteilung der Lager, und hierdurch wird die Lebensdauer verringert, da die verschiedenen Rollenreihen unterschiedliche! Belaetungtn unterworfen sind, während bei Gleitlagern die Gefahr beisteht, daß in den Endflächen Einschnitte und Kratzer auftreten» Bei zylindrischen Rollenlagern weisen dies· die

909812/0084

Neigung auf, schief zu laufen, sobald sie Kantenbelastun— gen unterworfen sind· Deshalb ist es von wesentlicher Bedeutung, daß die Lagergehäuse sich unbelastet auf die Richtung des Laufzapfens einstellen können*

Mit der vorliegenden Erfindung wurde erstmals die vollständige Selbsteinstellung der Lagergehäuse bei gleichzeitiger Übertragung des Walzdrucks durch Pläehenabetützung erzielt»

Bei Walzwerken ist es im allgemeinen von wesentlicher Bedeutung, daß die Walzen so spielfrei wie möglich angeordnet werden, damit die Maßabweichungen des fertig gewalzten Erzeugnisses in Grenzen bleiben» Da die Übertragung des Walzendruckes durch punkt- und linienförmige Oberflächenberührungen beträchtliche Federwirkungen verursachen, ist es wesentlich, solche Berührungsflächen (siehe schwedische Patentschrift 120 359» Fig. 1) in kugelförmige Flächen abzuändern, die dadurch selbsteineteilbar sind, daß sie die erforderlichen Winkellagen einnehmen· während eine vollständige Flächenabstützung in der Größenordnung aufrecht erhalten bleibt, und daß ferner der Flächendruck gering ist und die Flächen während des Betriebes nicht beschädigt werden«

' 909812/0084

Die Walzenanordnung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Stellschrauben auf Zug beansprucht und winkelbeweglich gegenüber den Lagergehäusen der Stützwalzen angeordnet sind·

Bei derartigen Walzenhalterungen mit Stützwalzenlagergehäusej, die verlängert sind und die Lagergehäuse der Arbeitswalzen, umschließen und führen, ist es zweckmäßig, sie so auszubilden, daß kurze ziehende Einstellschrauben auf beiden Seiten der Lagergehäuse der Arbeitswalzen derart angeordnet sind, daß sie den Walzdruck unmittelbar von dem verlängerten Abschnitt des einen Stützwalzen— Lagergehäuses auf den verlängerten Abschnitt des anderen Stützwalzen-Lagergehäuses übertragen,

Zweckmäßigerweise bildet man eine derartige Walzenhalterung so aus, daß die Auflageflächen der Muttern oder Köpfe der Stellschrauben abgerundet, vorzugsweise sphärisch gestaltet sind und sich an den Walzenlager-Gehäusen gegen in entsprechender Form ausgebildete Gegenflachen, ζ·Β· eingeschrumpfte oder eingeschraubte Scheiben, abstützen· Zweckmäßigerweise sind die kugelförmigen Über— tragungsflächen mit einer Einrichtung zur Zufuhr von unter hohem Druck stehendem öl verbunden»

. -" ■ - 5 - ' ' ' 909812/0084

Die technische Prüfung und praktische Erprobung von Walzgerüsten, die Walzenhalterungen nach der Erfindung aufweisen, hat ergeben, daß solche Walzwerke eine wesentlich größere Steifigkeit als die üblichen Walzwerke aufweisen· Daher ist es möglich, mit ihrer Hilfe beim Walzen wesentlich engere Toleranzen einzuhalten· Die Steifigkeit ist sogar so groß, daß das Walzwerk zum Kaltwalzen verwendet werden kann, wobei die Walzbeanspruchung sehr viel höher ist, und wobei die Anforderungen an Dickenabweichungen häufig extrem hoch sind·

Bei einem Walzwerk der bisher üblichen Bauart ist" die elastische Verformung (bei gleichen Abmessungen des gewalzten Materials) um etwa 40$ höher als bei Walzwerken, bei denen die Erfindung angewendet ist» Das Walzwerk ist also bei Anwendung der Erfindung nicht nur viel steifer sondern auch noch erheblich einfacher und leichter* Daraus ergibt aich eine Verbilligung der Installations- und der Betriebskosten. Es konnte festgestellt werden, daß bei einem irrtümlichen doppelten Walzen einer Bramme der einzige auftretende Schaden darin bestand, daß zwei von den Tier Schrauben gebrochen sind· Diese ließen aich sehr leicht auswechseln» und die benötigten Ersatzteile waren verhältnismäßig billig· Bei einem Walzwerk der üblichen Bauart sind die notwendigen Ersatzteile wesentlich teu-

909812/0084 - ⁶ -

U27942

rer und ein Zusammenbruch, hat wesentlich tiefer greifende Störungen des Betriebes zur Folge· Gewöhnlich, bricht bei einem derartigen Fehler mindestens einer der Arbeitswalzen—Zapfen und meist auch noch ein Zapfen einer Gegen« walze, wobei die Lager und Lagerblöcke zerstört werden· Es gibt auch Fälle, wo das Gehäuse des Walzwerks zu Bruch ging.

Es wurde eingangs bereits bemerkt, daß bei den bekannten Walzwerken zwar schon eine Verstellung der Walzenlager mittels Schrauben benutzt worden ist, daß dabei aber die Lager lediglich parallel zur Schraubenachse verstellbar gewesen sind, also nicht winkelbeweglich waren· Eine solche Beweglichkeit muß aber gefordert werden, da hoch beanspruchte Walzen eine Durchbiegung erfahren» Ihre Lager müssen also so gebaut sein, daß sie dieser Durchbiegung nachgeben können· Auch das ist bereits bekannt gewesen, und man hat deshalb sphärisch geformte Kugel- oder Rollenlager benutzt, die ein Selbst-Ausrichten der Lager mit der jeweils durch die Durchbiegung gegebenen Biohtung dea Walzenzapfena ermöglichen* Dabei war jedoch auf jedem Walzenzapfen nur ein einziges derartiges Lager vorgesehen· Solange die Beanspruchung beim Walzen verhältnismäßig gering bleibt, sind solche einfachen Lager auch ausreichend, >

- 7 909812/0084

Anders, liegen die Verhältnisse, wenn das Walzwerk sehr hohen Beanspruchungen unterliegt, insbesondere nicht nur zum Warmwalzen, sondern auch zum Kaltwalzen verwendet werden soll· Dann müssen auf einem einzelnen Zapfen einer Waise mehrere Lager untergebracht werden, oder es müssen Lagerformen benutzt werden, die in der Lage sind, die hohen Beanspruchungen aufzunehmen· Die bisher erwähnten, sphärisch gestalteten Lager eignen sich hierfür nicht, Yersieht man nun bei einem Walzwerk die Zapfen mit derartigen Lagern, so haben die hohen Beanspruchungen beim Walzen zur Folge, daß die Lagerblöcke der Walzendurchbiegung nachgeben· Unzulässig hohe Beanspruchungen dex Lager durch nichtfluchtende Einstellung müssen hierbei aber vermieden werden» Dies ist möglich, wenn die Maßnahmen nach der Erfindung angewandt werden.

Zur Erläuterung des erzielten Fortschrittes sei angeführt, daß versuchsweise zwei Walzwerke miteinander verglichen wurden, wobei es sich einmal um ein solches nach der Erfindung und das andere Mal um ein Walzwerk der üblichen Bauart handelte· Beide waren für dieselben Blechabmessungen und dieselben Walzbeanspruchungen gebaut· Das Walzwerk, bei dem die Erfindung angewandt war, zeigte ein Gewicht von nur 60 $> des Gewichtes des anderen, in der üblichen Weise gebauten Walzwerke, doch es erwies eich

909812/0084

U27942

als wesentlich, steifer und ergab Walzprodukte mit geringeren Toleranzen»

Die Erfindung ist in den Zeichnungen in einigen Ausfüh— rungsbeispielen dargestellt, und zwar zeigen die

Figuren 1, 2 und 3 Anordnungen mit drehbaren Muttern und

feststehenden Einstellschrauben, während bei den

Figuren 4, 5* 6 und 7 die Einstellschrauben drehbar sind

und die Muttern festliegen»

Fig· 1 zeigt eine Seitenansicht einer Walzenanordnung in einem Vierwalaenetuhl, und die, Stiitzwalzen 1 und 4 sind in zylindrischen Wälzlagern 1b und Axiallagern 1c in den Stützwalzenlagergehäusen 1a und 4a angeordnet, die im Schnitt im linken unteren Heil der Figur gezeigt sind·

Sie Arbeitswalzen 2 und 3 stützen sich auf den Stütewalzen ab und werden in Walzrichtung durch zylindrische Rollenlager 2b gegen die Stützwalzenlagergehäuse 1a in Fig·3 abgestützt und in axialer Richtung durch Axiallager 2c geführt p.

" ⁹ 909812/0084

Der rechte Lagergehäuse-Abschnitt zeigt einen Schnitt durch die Einstellschrauben, und Fig. 2 zeigt das gleiche in einem vergrößerten Maßstab, Fig· 3 zeigt eine Endan— sieht der paarweisen Walzenanordnung des Vierwalzenstuh— les, aus der hervorgeht, daß der Walzdruck von dem unteren Stützwalzenlagergehäuse 1a mittels einer Einstellschraube 15 auf jeder Seite der Walzenlager auf das obere Stützwalzenlagergehäuse 4a übertragen wird. Die beiden Stellschrauben 15 werden gleichlaufend eingestellt und werden durch Einstellschraubengetriebe 28 betätigt·

Die Stützwalzenlagergehäuse 1a und 4a, Fig. 3, sind verlängert, so daß sie die Lagergehäuse 2a bzw. 3a der Arbeitswalzen in der Weise umschließen, daß der Verlange— rungsabschnitt 1d bzw. 4d die Führung für das Lagergehäuse. 2a bzw· 3a der entsprechenden Arbeitswalze bildet und daß gleichzeitig die Einstellschrauben 15 kurz ausgeführt werden können* Infolgedessen ergibt sich nur eine geringe Abfederung gegen den Walzdruck in den Einstellschrauben· Die Kräfte werden auf die größeren Abmessungen der Verlängerungsabschnitte 1d und 4d der Stützwalzenlagergehäuse übertragen, welche auf Grund der geringen Last weniger pro Längeneinheit federn als die Einstellschrauben·

In Fig. 2 iat ein Keil 11 dargestellt, welcher eine Drehbewegung der Einstellschraube 15 und der unteren Mutter 12 909812/0084

- 10 -

verhindert. Die Mutter 12 ruht mit einer Kugelfläche vom Radius R auf einer Unterlegscheibe 13, die mit Preßsitz im Lagergehäuse 1a sitzt, so daß der Walzdruck des Werkstücks a in Fig. 1 durch vollständige Flächenabstützung von dem Lagergehäuse 1a auf die Mutter 12 übertragen wird· Auf G-rund der kugelförmigen Übertragungsflächen bleibt die Flächenberührung erhalten, selbst wenn der Walzdruck sich ändert, wie in Fig. 1 gezeigt wird und ohne daß die Lager Ib Kantenbelastungen unterworfen sind. Die Abfederung gegen den Walzdruck kann auf einen Kleinstwert beschränkt werden* da die erheblichen Federwirkungen fehlen, welche durch punkt- und linienförmige Berührung verursacht wer-

Falls erwünscht, kann die Reibung auf den kugelförmigen Flächen dadurch verringert werden, daß durch die Röhre 14 unter hohem Druck stehendes Öl zugeführt wird.

Die Teile 16, 17 und 18 sind Dichtungspackungen, welche das Eindringen von Wasser und Schmutz in die Einstell— schraubenanordnung verhindern»

Die Kugelfläche R auf der Einstellmutter 22 und der Zwischenring 19 f. der mit einem Veraorgungarohr 20 für unter hohem Druck stehendes öl versehen und der in das Lagergehäuse 4a eingeschrumpft ist, übertragen den Walzdruck 909812/0084

- 11 -

von der Einstellschraube 15 auf das obere Stützwalzenlagergehäuse. 4a» Auf Grund des Eirischrumpfens in das Lagergehäuse wirkt der Ring 19 genauso als Stütze, als ob die Kugelfläche unmittelbar in dem Lagergehäuse ausgebildet wäre·

Zur Einstellung des Walzenspiels wird die Einstellmutter 22 über eine Keilverbindung 23, 25 mit der Buchse 24, Fig· 1j»d 2 von der Einstellschraubenanordnung 26, 27 und 28 aus gedreht· Die Keilnutverbindung 23, 25 ist so gestaltet, daß das Einstellschraubengetriebe 28 und die Einstellmuttern 22 sich frei einstellen und die Winkel— Stellungen einnehmen können, die durch das Biegen der Walzen bei sich ändernden Walzdrucken, wie übertrieben in Fig» 1 dargestellt ist, erforderlich werden·

Fig«. 1 zeigt eine Ölablaßbohrung 4e und Fig. 2 zeigt eine öldichtung 21 zwischen dien Gewinden der Einstellmutter und der Einstellschraube 15, wodurch ermöglicht wird, durch ölumlauf eine vollständige Schmierung der Gewinde aufrecht zu erhalten· Eine Öffnung für den Einbau der Einetellautter 22 und des Ringes 19 wird durch den Deckel 4d verschlossen·

Die Befestigung der Walzenanordnung ist nicht dargestellt und bildet auch keinen Teil der vorliegenden Erfindung·

'909812/0084

- 12 -

cu

OO

U279A2

Die Kugelflächenringe 13, 19 in Fig· 2 können auch durch Verschraubung in der Verlängerung 1d, 4-d befestigt werden, wie in Fig. 4 dargestellt ist, in der die Einstellschrauben zur Einstellung des Walzenspiels drehbar sind· Bei dieser Ausführungsform haben die Einstellschrauben 68 jeweils einen Kopf 61, der in dem Verlängerungsstück 1d des Stützwalzenlagergehäuses durch eine Scheibe 62 festgelegt ist, die zur KugeIflächenabstutzung gegen den Kopf 61 der Einstellschraube eingeschraubt ist· Falls erwünscht, kann der Kopf 61 sich an seinem unteren Ende auf eine kugelförmige Scheibe 60 in dem Stützwalzenlagergehäuse stützen, so daß die obere Stützwalze 4 angehoben gehalten wird·

Die Mutter 65 wird durch gleichartige Ringe 64 und 67 in dem Verlängerungsabschnitt 4d des oberen Stützwalaenlagergehäuses festgelegt und durch Keile 66 an der Drehung gehindert·

Theoretisch ist nichts dagegen einzuwenden, die Berührungsflächen zwischen der Mutter 65 und den Ringen 64 und 67 zylindrisch zu gestalten, wobei die Zylinderachse eich parallel mit der Richtung des zu walzenden Material« erstreckt»

- 13 909812/0084

s ■

- 13 -

Pig» 5 zeigt eine Seitenansicht der Walzenanordnung in einem Zwei-Walzenstuhl, wobei die Lagergehäuse zur Darfst ellung der Walzenlager und der Einstellschrauben teilweise im Schnitt dargestellt sind· Fig. 6 zeigt eine Endansicht der gleichen Anordnung·

Fig. 5 zeigt in übertriebener Weise die Winkelstellung der Einstellvorrichtung· Die Walzen 5 und 6 sind in Achsrichtung auf das Maß G eingestellt, so daß die Walzen— rinnen 5d und 6d ein kreisförmig gewalztes Material b erzeugen* pie axiale Einstellung wird durch Schrauben 5e und 6e gegen feste Führungsflächen, die nicht dargestellt sind, ausgeführt. Die Einstellschrauben 44 passen sich selbst mittels der kugelförmigen Flächen R der geneigten Lage an. Dabei bewirkt eine passend geformte Keilverbindung 46 die spannungslose Übertragung der Stellungen der Einstellschrauben auf das Einstellschraubengetriebe 47·

In diesem Falle werden die Muttern 42 drehfest mittels

in den
Keilen g*««*xıe Abdeckungen 40 befestigt, die ihrerseits in den Lagergehäuse 5a und 6a befestigt sind· Tellerfedern 41 halten die Muttern 42 gegen die kugelförmigen Flächen gepreßt, wodurch die obere Walze 6 im angehobenen Zustand gehalten wird. Das Gewindespiel ist jedoch für die obere Walze nicht beseitigt· Dichtungen 45 in der Art der Kolbenringe verhindern, daß Wasser und Schmutz eintreten kann«

909812/0084 . 14 .

Mittels der Lager 49 am unteren Ende der, rechtsgängigen und linksgängigen Stellschrauben 44 kann die Walzenanordnung auf einem Eräger ruhen, so daß die Höhe o, Fig» 6, der Walzlinie unverändert bleibt, unabhängig von der Spieleinstellung fcwischen den Walzen· Das ist wichtig für fortlaufend arbeitende Walzwerke für Stahlstangen und —bänder, bei denen das zu walzende Material auf einem exakt geraden Weg zwischen den Walzenpaaren laufen muß» unabhängig von Stauchungen oder Abflachungen* ,.;

Fig. 7 zeigt eine Walzenanordnung in einem Drei-Walzenstuhl mit einer drehbaren Einstellschraube 68, die mit einem Kopf 61 versehen ist, der kugelförmige Berührungsflächen aufweist, die über die kugelförmigen Scheiben

60 und 67 den Walzendruck übertragen und die obere Walze anheben können·

Die Einstellschraube 68 wird in dem Zwischenlagergehäuse 8a durch einen eingeschraubten Hing 62 festgelegt, der mit einer kugelförmigen Berührungsflä'che gegen den Kopf

61 der Einstellschraube liegt. Die Mutter 65 wird durch Keile 66 an der Drehung gehindert; sie ist in dem Lagergehäuse 9a durch einen eingeschraubten Ring 64 festgelegt, der eine kugelförmige Berührungsfläche mit der Mutter 65 hat· Das obere Lagergehäuse wird durch Abstützung gegen den kugelförmigen Ring 67 gehoben. Dichtungen 63 verhin-

90981 2/008A

- 15 -

dem, daß Wasser und Schmutz zwischen die Stützflächen gelangen kann.

Zum Einstellschraubengetriebe 70, 71 nin ist eine geeignete, winkelbewegliche Kupplung 69 vorgesehen, die ermöglicht, daß die Einstellschrauben sich in ihren Winkel·* Stellungen so gegeneinander neigen, wie es im Hinblick auf die Biegung und die axiale Lage der Walzen erforderlich ist»

Patentansprüche;

- 16 909812/0084

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   Walzenhalterung für starre Walzenlager, wie zylindrische Gleitlager und Vielreihen-Rollenlagery mit Stellschrauben, deren Köpfe geformte Auflageflächen aufweisen, und bei denen die Übertragung des Walzendrueks direkt von dem einen, den Walzdruck aufnehmenden Walzenlagergehäuse zu dem anderen, den Walzdruck aufnehmenden" Walzenlagergehäuse über Stellschrauben bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellschrauben auf Zug beansprucht und winkelbeweglich gegenüber den Lagergehäu— sen der Stützwalzen angeordnet sind·

   2ο Walzenhalterung nach Anspruch 1 mit Stützwal— zen-Lagergehäusen, die verlängert'sind und die Lagergehäuse der Arbeitswalzen umschließen und führen, dadurch gekennzeichnet, daß kurze ziehende Einstellschrauben (15) auf beiden Seiten der !lagergehäuse (2a, 3a) der Arbeitswalzen (2,3) derart angeordnet sind, daß sie den Walz— druck unmittelbar von dem verlängerten Abschnitt (td bzw· 4d) des einen Stützwalzen-Lagergehäuses (a bzw· 4a) auf den verlängerten Abschnitt (4d bzw· 1d) des anderen Stütz· walzen-Lagergehäuses (4a bzw· 1a) übertragen·

   - 17 -

   (Art. 7 ξ 1 Abs. 2 Mr. l Satz 3 desXftderünöSaM-^ *-9LItH

   909812/0084

   3· Walzenhalterung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageflächen der Muttern (12, 22, 42, 65) oder Köpfe (61) der Stellschrauben (15, 44, 68) abgerundet, vorzugsweise sphärisch gestaltet sind und sich an den Walzenlager-Gehäusen (1a, 4a bis 9a) gegen in entsprechender Form, ausgebildete Gegenflächen (13» ...19» 45, 64, 67), ζ·Β· eingeschrumpfte oder eingeschraubte iücfcheiben, abstützen.

   4» Walzenhalterung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kugelförmigen Übertra— gungsflächen mit einer Einrichtung zur Zufuhr von unter hohem Druck stehendem Öl verbunden sind*

   909812/0084