DE2530401C2

DE2530401C2 -

Info

Publication number: DE2530401C2
Application number: DE2530401A
Authority: DE
Inventors: Harold E. Worcester Mass. Us Woodrow
Original assignee: Morgan Construction Co
Current assignee: Siemens Industry Inc
Priority date: 1974-11-07
Filing date: 1975-07-08
Publication date: 1988-08-18
Also published as: CA1025252A; SE7509881L; FR2290260B1; DE2530401A1; IT1040755B; FR2290260A1; GB1525124A; SE419704B; US3973425A; JPS5169466A; JPS5912363B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Vorrichtung zum axialen Einstellen einer in einem Walzgerüst gelagerten Arbeitswalze, welche die Merkmale des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 aufweist.

In beispielsweise zum Walzen von Stäben oder Stangen bestimmten Walzstraßen, deren einzelne Walzgerüste paarweise profilierte bzw. Nuten enthaltende Arbeitswalzen aufweisen, ist es bekannt, die einzelnen Walzen mittels Mechanismen über kleine Strecken zu verstellen bzw. einzustellen, damit die Profilierungen oder Nuten der zusammengehörenden Arbeitswalzen richtig zueinander ausgerichtet sind. Derartige zum Einstellen verwendete Mechanismen weisen gewöhnlich gegeneinander drehbare Komponenten auf, die in Schraubeingriff miteinander stehen. Die gegeneinander verdrehbaren und in Schraubeingriff miteinander stehenden Komponenten sind dabei so ausgebildet und angeordnet, daß sie mit einem gewissen Spiel ineinander greifen, da andernfalls eine gegenseitige Verstellung nicht möglich ist. Werden auf die mit derartigen Mechanismen versehene Arbeitswalzen während des Walzvorganges axiale Kräfte ausgeübt, kann das zwischen den gegeneinander verdrehbaren Komponenten des zum Einstellen verwendeten Mechanismus vorhandene mechanische Spiel zu einem Leer- bzw. Totgang führen, der sich nachteilig auch auf die Ausrichtung der Profile bzw. Nuten der zusammenwirkenden Arbeitswalzen auswirkt.

Bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Gattung (US-PS 2 6 65 959) ist das Axiallager über die Vorspanneinrichtung am Walzgerüst abgestützt. Dementsprechend gehen alle auf das Axiallager einwirkenden Kräfte durch die Vorspanneinrichtung hindurch, welche diesen Belastungen entsprechend dimensioniert sein muß.

Weiterhin erweist sich das axiale Einstellen der Arbeitswalze nach einem Walzenwechsel aufgrund der baulichen Ausbildung der Vorspannein richtung als sehr aufwendig.

Zum axialen Einstellen der Walzen eines Walzgerüstes ist es weiterhin bekannt (DE-OS 21 50 323), auf dem einen Lagerzapfen der Walze einen hydraulischen Druckzylinder anzuordnen, der zum Einstellen und Vorspannen der Lagerung auf ein Axiallager der Walzenlagerung einwirkt. Hierbei wird sowohl das Einstellen als auch Vorspannen hydraulisch besorgt, was steuerungstechnisch problematisch ist, weil jede Arbeitswalze, um sie individuell einstellen zu können, mit einer eigenen Druckmittelquelle versehen sein muß. Hinzu kommt, daß im Falle eines Leckwerdens des hydraulischen Systems nicht nur die Vorspannung entfällt, sondern auch die axiale Einstellung der Arbeitswalzen nicht mehr gewährleistet ist. Auch in diesem Falle muß die zum Vorspannen benutzte Einrichtung sämtliche auf das Axiallager ausgeübten Kräfte auffangen und in das Walzgerüst einleiten. Dementsprechend muß die Einstell- und Vorspanneinrichtung dieses bekannten Walzgerüstes entsprechend dimensioniert sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vorrich tung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche ein Ein- und Ausbauen der Arbeitswalze mitsamt deren Lagern als zusammenhängende Einheit ermöglicht und welche einfach und bequem zu bedienen ist, um nach dem axialen Einstellen das Gewindespiel zwischen den gegeneinander verschiebbaren Einstellkomponenten aufzuheben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gelöst, welche die Merkmale des Patentanspruches 1 aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die feststehende Komponente des zum axialen Einstellen der Arbeitswalze vorgesehenen Mechanismus unmittelbar an dem betreffenden Einbaustück der Arbeitswalze befestigt ist, das seinerseits im Walzgerüst sitzt, können die auf das Axiallager einwirkenden Kräfte ebenso wie die Kräfte der entsprechenden Radiallager unmittelbar in das Einbaustück und damit in das Walzgerüst eingeleitet werden. Die Vorspanneinrichtung sorgt lediglich dafür, daß das zum Verstellen notwendige Spiel im Schraubeingriff zwischen der feststehenden Komponente und der drehbaren Komponente aufgehoben wird, sobald die gewünschte Einstellung erfolgt ist. Dementsprechend braucht die Vorspanneinrichtung nur so dimensioniert sein, daß sie diese Aufgabe erfüllen kann. Zum axialen Einstellen der Arbeitswalze und zum Aufrechterhalten dieser Einstellung ist die Vorspanneinrichtung hingegen nicht vorgesehen. Vielmehr erfolgt die Einstellung mechanisch durch Verdrehen der drehbaren Komponente in der feststehenden Komponente. Da die Vorspanneinrichtung für die axiale Einstellung der Arbeitswalze nicht benötigt wird, kann sie druckmittelbetätigt ausgebildet sein, weil sie lediglich einen Vorspanndruck liefern muß, um das Spiel im Schraubeingriff zwischen feststehender Komponente und drehbarer Komponente des Einstellmechanismus aufzuheben.

Die Vorspanneinrichtung ist dabei zweckmäßig mittels eines an sich bekannten (DE-PS 9 37 941) abschwenkbaren Brückenteiles am Walzgerüst abgestützt, so daß sie zum Ein- und Ausbauen der Arbeitswalze mit den an dieser vorgesehenen Lagern und Einbaustücken problemlos in eine Position verschwenkt werden kann, in der sie nicht stört.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert, und zwar zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht eines Walzgerüstes, das mit Vorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Teil des Walzgerüstes aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 einen senkrechten Schnitt nach Linie 3-3 aus Fig. 2,

Fig. 4 den oberen Teil der Vorrichtung aus Fig. 3 in vergrößertem Maßstab und teilweise geschnitten und

Fig. 5 einen Schnitt nach Linie 5-5 aus Fig. 2 in vergrößertem Maßstab.

Ein Walzgerüst (10) enthält ein Paar zusammengehöriger sowie vertikal angeordneter Arbeitswalzen (12). Die Arbeitswalzen (12) sind profiliert bzw. mit Nuten (14) versehen, und die zusammengehörigen Nuten (14) der beiden Arbeitswalzen (12) bilden Walzendurchgänge (16). Das Walzgerüst (10) ist ein starres Gebilde mit oberen und unteren, sich horizontal erstreckenden Stützgliedern (18 und 20), welche durch vertikal angeordnete Seitenglieder (22) miteinander verbunden sind.

Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich, sind die oberen und unteren Stützglieder (18 und 20) quer unterteilt, um vertikal ausgerichtete Fenster (24) zu bilden, welche die Arbeitswalzen (12) und ihre zugehörigen Teile aufnehmen. Die Wellenstümpfe bzw. Laufzapfen (12 a, 12 b) jeder Arbeitswalze (12) sind mittels Lagern (26) drehbar gelagert. Die Lager (26) sitzen in oberen und unteren Einbaustücken (28 und 30). Die Lager (26) sind Rollenlager und weisen innere sowie äußere Laufringe (26 a und 26 b) auf, zwischen denen Rollen (26 c) im senkrechten Abstand voneinander angeordnet sind. Die inneren Laufringe (26 a) sind auf den Laufzapfen (12 a und 12 b) der Arbeitswalze befestigt, während die äußeren Laufringe (26 b) im betreffenden Einbaustück (28 bzw. 30) fest angeordnet sind.

Die Arbeitswalzen (12) und die auf deren Laufzapfen (12 a, 12 b) befestigten inneren Laufringe (26 a) sind in axialer Richtung in bezug auf die Rollen (26 c), die äußeren Laufringe (26 b) und die Einbaustücke (28, 30) um sehr kleine Strecken in der Größenordnung von ±3,18 mm verstellbar. Der Mechanismus (32) für diese axiale Einstellung weist eine innere drehbare Komponente (34) und eine äußere nicht drehbare Komponente (36) auf. Die Komponenten (34 und 36) stehen bei 38 in gegenseitigem Schraubeingriff. Die äußere Komponente (36) ist mittels Schrauben (40) am oberen Einbaustück (28) befestigt. Wie am besten aus Fig. 4 ersichtlich, hat die äußere Komponente (36) sich seitlich erstreckende Ansätze (42) mit nach unten weisenden konvexen Knöpfen (44). Die letzteren sitzen auf erhöhten Schultern (46) einer Platte (48), die den oberen Teil des Walzgerüstes (10) bildet. An den Ansätzen (42) sind Aufhängeösen (50) befestigt.

Die innere Komponente (34) ist auf einer oberen axialen Verlängerung (52) des oberen Laufzapfens (12 a) der Walze (12) mittels Axialrollenlagern (54) befestigt. Das untere Ende der Axialrollenlager (54) befindet sich in Kontakt mit einem Ring (56), der seinerseits den inneren Laufring (26 a) des Rollenlagers (26) berührt. Das obere Ende der Axialrollenlager (54) liegt an einer mit Innengewinde versehenen Hülse (58) an, die in Schraubeingriff mit einer mit Außengewinde versehenen Hülse (60) steht. Die letztere berührt mit ihrem oberen Ende einen geteilten Ring (62), der in einer Nut (64) am Ende der Verlängerung (52) des Laufzapfens (12 a) sitzt. Der geteilte Ring (62) und die verschraubten Hülsen (58 und 60) bilden Mittel zum lösbaren Befestigen der Axialrollenlager (54) und des inneren Laufringes (26 a) des Rollenlagers (26) an der Arbeitswalze (12). Eine ähnliche Anordnung, die einen geteilten Ring (62′), zusammenarbeitende Gewindehülsen (58′) sowie (60′) und einen Zwischenring (66) aufweist, dient zum lösbaren Befestigen des inneren Laufringes (26 a) des Rollenlagers (26) auf dem unteren Laufzapfen (12 b) der Arbeitswalze (12). Eine nach unten weisende Verlängerung (12 c) des Laufzapfens (12 b) dient zum Verbinden mit einem nicht gezeigten Antrieb.

Ein Zahnrad (68) ist an der inneren drehbaren Komponente (34) des zum axialen Einstellen der Arbeitswalze vorgesehenen Mechanismus (32) durch einen Blockierbolzen (70) und einen Splint (71) (Fig. 3) befestigt. Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß das Zahnrad (68) in Eingriff mit einem Zahnrad (72) am unteren Ende einer kurzen vertikalen Welle (74) steht. Diese ist in einem kleinen Gehäuse (76) angeordnet und mittels oberen und unteren Wälzlagern (78 a und 78 b) drehbar gelagert. Die Welle (74) trägt ein Schneckenrad (80), das mit einer Schnecke (82) an einer Welle (84) kämmt. Die Welle (84) wird über Kupplungen (86), eine Zwischenwelle (88), in einem Getriebegehäuse (90) befindliche Kegelräder und eine weitere Welle (92) von einem Motor (94) angetrieben. Der Motor (94) kann manuell oder durch automatische Steuermittel eingeschaltet werden, wenn ein axiales Einstellen der Arbeitswalze (12) erfolgt, wobei die innere drehbare Komponente (34) des Mechanismus (32) gegenüber der äußeren nicht drehbaren Komponente (36) gedreht wird.

Zum axialen Einstellen der Arbeitswalze (12) muß zwischen der inneren drehbaren Komponente (34) und der äußeren nicht drehbaren Komponente (36) des Mechanismus (32) im Schraubeingriff (38) ein Lauf- oder Arbeitspiel vorhanden sein. Wenn die Arbeitswalze (12) während des Betriebes axialen Kräften ausgesetzt ist, kann dieses Spiel zu einem Leergang führen, was die Genauigkeit der vorher erfolgten axialen Einstellung der Arbeitswalze (12) nachteilig beeinflußt. Zum Ausschalten dieses Problems ist für jede Arbeitswalze (12) eine axial wirkende Vorspanneinrichtung (100) vorgesehen, die ein festes Brückenteil (102) aufweist, das mit einem Ende mittels eines einen Bolzen (103) aufweisenden Gelenkes (104) schwenkbar am Walzgerüst (10) befestigt ist. Wenn sich das Brückenteil (102) in seiner Betriebsposition über dem oberen Ende der Arbeitswalze (12) und dem zugeordneten Mechanismus (32) befindet, ist sein gegenüberliegendes Ende auf dem Walzgerüst (10) mittels eines Halters (106) festgelegt, der am Walzgerüst mittels einer Schraube (108) und einer Mutter (108 a) befestigt ist. Die Schraube (108) erstreckt sich vertikal durch ein Langloch (109) im Halter (106). Wenn die Mutter (108 a) gelöst wird, kann der Halter (106) zurückbewegt werden, so daß das Brückenteil (102) in eine Außerbetriebsposition geschwenkt werden kann, die in Fig. 4 durch gestrichelte Linien (102′) angedeutet ist.

Aus Fig. 4 ist ferner ersichtlich, daß das Brückenteil (102) einen mittig angeordneten Kopfabschnitt (110) aufweist. Dieser bildet im Inneren einen Zylinder (112), welcher einen axial beweglichen Kolben (114) enthält. Das untere Ende (116) des Kolbens (114) hat einen verkleinerten Durchmesser. Dieses Ende (116) des Kolbens (114), auf dem sich eine Rolle (118) befindet, erstreckt sich durch eine Öffnung im Boden des Zylinders (112). Die Rolle (118) ist um eine Achse (a) drehbar, die quer zur Drehachse (b) der darunter liegenden Arbeitswalze (12) und senkrecht zu einer Ebene (p) verläuft, in der die Drehachsen (b) beider Arbeitswalzen (12) liegen. Diese Beziehung wird durch einen am Kolben (114) angeordneten Führungsbolzen (120) aufrechterhalten, der verschiebbar in eine Öffnung (122) im Zylinderkopf (124) greift, der durch Schrauben (126) am Kopfabschnitt (110) befestigt ist. Ein Dichtungsring (128) befindet sich zwischen dem Kolben (114) und der Innenwand des Zylinders (112).

Wenn das Brückenteil (102) sich in der Betriebsposition befindet, berührt die Rolle (118) ein flaches horizontal verlaufendes Ende (130) eines Aufsatzes (132). Dieser hat einen herabhängenden Zylinderabschnitt (133), welcher bei 134 (siehe Fig. 5) auf dem mit der drehbaren inneren Komponente (34) des zum axialen Einstellen der Arbeitswalze (12) vorgesehenen Mechanismus (32) verbundenen Zahnrad (68) sitzt. Der Kolben (114) wird durch eine hydraulische Flüssigkeit betätigt, die unter Druck durch Kanäle (136 a und 136 b) im Zylinderkopf (124) in den Zylinder (112) geleitet wird. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Kanal (136 b) bei 138 mit einem Kanal (140) verbunden, der unter einer Abdeckplatte (142) am Brückenteil (102) zum Gelenk (104) führt, durch das die hydraulische Flüssigkeit geleitet wird.

Beim Betätigen des Kolbens (114) durch Einführen von unter Druck stehender hydraulischer Flüssigkeit in den Zylinder (112) wirkt eine axiale Vorspannkraft nach unten über die Rolle (118) gegen das Ende (130) des Aufsatzes (132). Diese Kraft wird über den Aufsatz (132) und das Zahnrad (68) auf die drehbare innere Komponente (34) des Mechanismus (32) übertragen, wodurch jegliches Lauf- oder Arbeitsspiel aufgenommen wird, das sonst einen schädlichen Leergang erzeugen könnte, wenn die Arbeitswalze (12) während des Betriebes Axialkräften ausgesetzt ist. Eine gleiche und entgegengesetzte Kraft zu derjenigen, die auf das Ende (130) des Aufsatzes (132) ausgeübt wird, wirkt auf das Brückenteil (102). Diese entgegengesetzte Kraft wird auf den Halter (106) und das Gelenk (104) aufgeteilt und von diesen absorbiert, wodurch jegliches Spiel an diesen Stellen aufgenommen wird.

Vorzugsweise ist die Vorspannung einstellbar, so daß während des axialen Einstellens der Arbeitswalze (12) eine verminderte Kraft ausgeübt wird, um ein Drehen der inneren Komponente (34) gegenüber der äußeren Komponente (36) zu ermöglichen und dennoch jegliches Spiel aufzunehmen. Nach erfolgter axialer Einstellung der Arbeitswalze (12) kann die Vorspannkraft auf einen größeren Wert gesteigert werden.

Da die Drehachse (a) der Rolle (118) quer zur Drehachse (b) der darunterliegenden Arbeitswalze (12) und senkrecht zu der die Drehachsen beider Arbeitswalzen enthaltenden Ebene (p) verläuft, kann die Vorspannkraft während des Walzbetriebes und während des Öffnen des Walzspaltes aufrechterhalten werden. Ein anderer Vorteil besteht darin, daß das Brückenteil (102) durch einfaches Zurückführen des Halters (106) schnell und bequem in die Außerbetriebsposition (102′) geschwenkt werden kann, wodurch ein vollständiger Zugang zum oberen Ende der Arbeitswalze (12) geschaffen wird. Dann kann die Arbeitswalze (12) mittels der Aufhängeösen (50) zusammen mit ihren Lagern, Einbaustücken und dem Mechanismus für das Einstellen als zusammenhängende Einheit aus dem Walzgerüst (10) herausgehoben und durch eine neue Einheit ersetzt werden, wenn ein Walzenaustausch erforderlich ist.

Claims

1. Vorrichtung zum axialen Einstellen einer in einem Walzgerüst gelagerten Arbeitswalze, auf deren einem Laufzapfen ein Axiallager und eine mittels des Axiallagers auf diesem Zapfen gehaltene rohrförmige Komponente angeordnet sind, mit einer am Walzgerüst gehaltenen feststehenden Komponente, einer von dieser aufgenommenen und in Schraubeingriff mit ihr stehen den drehbaren Komponente und mit einer Vorspannein richtung zum Aufbringen einer axial gerichteten Kraft auf die drehbare Komponente, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitswalze (12) vertikal angeordnet ist, daß die feststehende Komponente (36) sich auf der Oberseite des Walzgerüstes (10) nur abstützt (42, 44, 46, 48) und mit einem in ein vertikal gerichtetes Fenster (24) des Walzgerüstes eingesetztes Einbau stück (28) der Arbeitswalze (12) verbunden ist und daß die rohrförmige Komponente als die drehbare Komponente (34) und die Vorspanneinrichtung (100) druckmittelbetätigt ausgebildet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtung (100) einen hydraulischen Zylinder (112, 114, 116) an einem Brückenteil (102) aufweist, das zwischen einer über der Arbeitswalze (12) liegenden Betriebsposition und einer außerhalb des Bereiches der Arbeitswalze (12) befindlichen Außerbetriebsposition (102′) bewegbar am Walzgerüst (10) befestigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Vorspanneinrichtung (100) einen kappenförmigen Aufsatz (132) aufweist, der mit einer über einem Ende des Laufzapfens (12 a, 52) der Ar beitswalze (12) liegenden Auflagefläche (130) und einer in Kontakt mit der drehbaren Komponente (34, 68) stehenden zylindrischen Verlängerung (133) ver sehen ist, und daß am Kolben (114, 116) des hydrau lischen Zylinders (112) zur Kraftübertragung auf den Aufsatz (132) eine Rolle (118) vorgesehen ist, die mit der Auflagefläche (130) in Kontakt treten kann und um eine Achse drehbar ist, die quer zur Dreh achse und damit senkrecht zur Verstellrichtung der Arbeitswalze (12) verläuft.