<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung bezieht sich auf eine mehrteilige Formgebungswalze, die als Oberwalze oder als Unterwalze in einer Walzanlage verwendbar ist, die vorzugsweise aus mehreren Walzgerüsten besteht. In einer solchen
Walzanlage ist ein Metallband durch Walzen bzw. Biegen in eine vorbestimmte Form bringbar. Eine solche Walze besteht aus mehreren Walzenabschnitten, die teils angetrieben, teils nicht angetrieben sind und die unabhängig voneinander auf der Welle abgestützt sind.
Bei der Gestaltung einer mehrteiligen Formgebungswalze wird angestrebt, den Leistungsaufwand für das
Umformen eines Metallbandes niedrig zu halten, das Fliessen und die verbleibenden Spannungen im Material durch Verringerung der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Band und Walzenumfang auf einem Minimum zu halten, die Verschleissfestigkeit zu verbessern, Beständigkeit in der Verformungsleistung zu erzielen und leichten
Zusammenbau und leichte Unterhaltung zu gewährleisten.
Formgebungswalzen dieser Art sind schon vor geraumer Zeit vorgeschlagen worden. Eine Beschreibung findet sich z. B. bereits in der brit. Patentschrift Nr. 24, 486. Bei der dort angegebenen Ausführung ist jeder
Walzenabschnitt unmittelbar auf der Welle gelagert. Es fehlt ein konstruktiv anpassbares Zwischenglied, und unter anderem düfte wohl auch dies der Grund dafür gewesen sein, warum Walzen dieser Bauart sich in Jahrzehnten nicht haben durchsetzen können.
Als weiteres Beispiel für eine mehrteilige Formgebungswalze kann eine Walze für ein Rohrwalzwerk ausgeführt werden. In einem derartigen Walzwerk besteht die Unterwalze aus drei Abschnitten, u. zw. einem angetriebenen Abschnitt und zwei nicht angetriebenen, unabhängig drehbaren, d. h. mitlaufenden Abschnitten an den beiden Seiten des angetriebenen Abschnittes. Jeder der mitlaufenden Abschnitte weist eine auf der
Antriebswelle montierte Büchse, ein Paar an der Büchse angeordnete Axiallager, eine als Ölspeicher dienende
Aussparung zwischen den Lagern, ölfangringe beiderseits des Lagerpaares und Halter für die Ölfangringe auf.
Eine derartige Formgebungswalze ist in der USA-Patentschrift Nr. 3, 107, 718 beschrieben.
Die Walzenformen der letztbeschriebenen Type haben aber den Nachteil, dass bei den nicht angetriebenen
Abschnitten die Materialdicke auf der Seite des kleineren Aussendurchmessers, gemessen zwischen diesem und dem Durchmesser eines Axiallagers, besonders bei grossen Durchmesserunterschieden, nur klein ist. Das beeinträchtigt die Festigkeit, und besonders trifft das auf hochgehärtete Stahlwalzen zu.
Erhöht man aber die Wanddicke an der erwähnten Stelle, dann wird der Abstand zwischen den beiden
Axiallagern kleiner, das auf den Walzenabschnitt wirkende Lastmoment wird grösser und macht den Abschnitt unstabil.
Die Temperatur der Walze erhöht sich im Betrieb fallweise. Bei den bekannten Ausführungen kann die sich ergebende Wärmedehnung des mitlaufenden Walzenabschnitten nicht absorbiert werden, da ausschliesslich Axiallager vorgesehen sind. Die zusätzliche axiale Kraftkomponente wirkt sich auf Festigkeit und Dauerhaftigkeit nachteilig aus. Ein weiterer Nachteil der bekannten Walzen liegt in ihrer Neigung, festzulaufen, wenn das Schmieröl während einer ausgedehnten Benutzungsdauer schlecht wird, was den bei diesen Ausführungen benutzten Typen von Ölfangringen zuzuschreiben ist.
Um die oben beschriebenen Schwächen der bekannten Ausführungen zu beseitigen, sieht die Erfindung in erster Linie vor, dass jedem der nicht angetriebenen, als Flansch-Walzkörper mit in axialer Richtung sich änderndem Durchmesser gestalteten Walzenabschnitte eine mit der Welle drehfest verbundene Büchse und zwei zwischen der Büchse und dem Flansch-Walzkörper angeordnete Lager zugeordnet sind, von welchen mindestens eines ein Nadellager und das nach der Seite des grösseren Walzkörperdurchmessers gelegene ein auch Axialkräfte aufnehmendes Lager ist, dass jedes dieser Lager mittels eines Stützringes festgehalten ist und mit Schmieröl geschmiert ist, dass für die Zuführung des Schmieröls zu den beiden Lagern eine erste, sich zwischen denselben erstreckende Ölleitung und eine zweite, zu der ersten von aussen hereinführende Ölleitung vorgesehen ist,
und dass jedem Nadel- und Axiallager an seiner Aussenseite eine ölabdichtung zugeordnet ist, von welchen diejenige, die an einer Aussenseite der Walze gelegen ist, gegen eine Stützplatte abgestützt ist.
Bei dieser Anordnung kann vorgesehen sein, dass mindestens die den kleineren Durchmesser aufweisende Seite des Flanschwalzkörpers an einen angetriebenen Walzenabschnitt angrenzt.
Eine Ausgestaltung der Erfindung zielt auf einwandfreie Schmierung und gesicherte Ölhaltung hin und sieht zu diesem Zweck vor, dass von den Ölabdichtungen, die an der Aussenseite jedes Lagers vorgesehen sind, je eine als Labyrinthdichtung ausgeführt ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, in welchen Ausführungsbeispiele veranschaulicht sind, ergeben. In den Zeichnungen zeigen : Fig. 1 eine erfindungsgemässe mehrteilige Formgebungswalze in Vorderansicht, zum Teil im Schnitt, Fig. 2 einen teilweisen Längsschnitt eines nicht angetriebenen Abschnittes der Formgebungswalze nach Fig. l, die Fig. 3 und 4 zwei andere Ausführungsformen der erfindungsgemässen Formgebungswalze.
Eine Ausführung der erfindungsgemässen Formgebungswalze soll an Hand von Fig. 1 und 2 beschrieben werden. Auf einer Welle --2- ist eine obere Walze--l--drehbar angeordnet. Eine untere Walze--4--
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
7--,Labyrinthdichtung-18--, eine Stützplatte-19-und einen verschlussring --20--, welche Teile mittels eines doppelten Axial-Kegelrollenlagers--13--und eines Nadellagers--14--drehbar gegen eine Büchse --12-- und je eine Seitenabdeckung-15 und 16-angeordnet sind. Die Büchse-12-ist mit der Welle - durch die Einlegefeder-9--drehfest verbunden.
Das Nadellager --14-- ist an der Büchse - auf der verjüngten Seite des Flansch-Walzkörpers--11--angeordnet, und sein innerer Laufring - ist, um axiale Verschiebungen zu verhindern, gegen die Seitenabdeckung--15--fest abgestützt, wogegen sein äusserer Laufring --22-- durch den Verschlussring --20-- gehalten ist. Der ölfangring --17-- ist an der verjüngten Seite des Flansch-Walzkörpers so angeordnet, dass er an der Seitenabdeckung - gleitet.
Das doppelte Axial-Kegelrollenlager-13-ist auf der Büchse --12-- auf Seiten des grösseren Durchmessers des Flansch-Walzkörpers angeordnet und gegen Axialverschiebung durch die Seitenabdeckung-16-gehalten. Die Labyrinthdichtung --18-- ist zwischen dem Rollenlager-13-
EMI2.2
das Nadellager--14--mit dem Rollenlager--13--verbindet und dem Durchfluss von öl dient. Eine Ölzuleitung--24--wird von einem Schmierhahn--25--aus gespeist.
Wenn bei der beschriebenen Anordnung die Welle--8--angetrieben wird, bewegt sich das Stahlband --10-- infolge der Drehung der oberen Walze--l--und der unteren Walze --4-- in Vorschubrichtung, da es von der Oberwalze und dem angetriebenen Abschnitt--5--der Unterwalze erfasst und eingezogen wird.
Die Seiten-bzw. Flanschabschnitte--6 und 7--der Unterwalze--4--sind so angeordnet, dass ihre Umfangsgeschwindigkeit von der des angetriebenen Mittelabschnittes--5--stark abweicht. Sie sind auf der Welle--8--frei drehbar angeordnet. Die Flanschabschnitte haben lediglich die Wirkung, den Bandstahl --10-- abzubiegen und werden von letzterem mit der Bandgeschwindigkeit angetrieben. Der Bandstahl --10-- ist während des Umformens einer extrem hohen Beanspruchung ausgesetzt. Da zwischen der Welle --8-- und dem Flansch-Walzkörper--11--die Lager, die Büchse usw. Platz finden müssen, wird die Dicke des Körpers--11--an seinem schwächeren Ende gering. Ausserdem besteht er aus Stahl, der Abschreckhärtung durchgemacht hat und ist daher anfällig. Mithin besteht Bruchgefahr.
Grundsätzlich ist also die Wanddicke des Teiles-11-in der mit-A-bezeichneten Gegend des kleineren Aussendurchmessers gering. Im Hinblick darauf ist das radial gemessen niedrige Nadellager-14--, das nur Radialkräfte aufnimmt,
EMI2.3
Lagerbelastungen innerhalb der Sicherheitsgrenzen wählbar sind, kann die Genauigkeit der Seitenabschnitte --6, 7--aufrechterhalten und ihre Lebensdauer verlängert werden.
Beispielsweise beträgt der Aussendurchmesser des Nadellagers--14--, das einem Axial-Rollenlager von 460 mm Aussendurchmesser entspricht, nur 380 mm. Daher kann der Walzkörper--11--bei--A--eine Wanddicke von 40 mm haben, was eine erhöhte Festigkeit bedeutet. Dadurch kann die erfindungsgemässe mehrteilige Formgebungswalze bei den üblichen kleinen Walzendurchmessern angewendet werden, bei welchen ein Flansch-Walzkörper bisher nicht vorgesehen werden konnte, weil statt des Nadellagers ein Axial-Rollenlager eingebaut war. Die Auswirkung ist die, dass der Anwendungsbereich der mehrteiligen Walze mit Flansch-Walzabschnitten auf das Gebiet der Herstellung von Artikeln mit verhältnismässig kleinen Abmessungen ausgedehnt werden kann.
Bei herkömmlichen mehrteiligen Formgebungswalzen, die nur Axial-Rollenlager verwenden, ist eine axiale Dehnung der Seitenabschnitte--6 und 7--unzulässig ; irgend welche Mittel, die die Dehnung gestatten würden, sind nicht vorgesehen. Das bedeutet eine Verringerung des axialen Spieles zwischen den Rollen und ihren Laufflächen, sobald die Abschnitte--6, 7--sich axial dehnen. Damit kann das richtige Axialspiel des Lagers nicht aufrechterhalten werden, das Lager hat eine kürzere Lebensdauer und neigt zum Festfressen. Die erfindungsgemässe Verwendung des Nadellagers--14--ermöglicht es, mit derartigen, durch betriebsbedingte Erwärmung hervorgerufenen Dehnungen fertigzuwerden.
Die Wärmedehnung der Seitenabschnitte, die umso grösser ist, je grössere Abmessungen die Abschnitte aufweisen, kann nämlich von den Nadellagern--14aufgenommen werden, wobei die Festigkeit der Abschnitte erhöht und ihre Lebensdauer vergrössert werden kann.
Die Labyrinthdichtung--18--, die einen sehr engen Spalt aufweist, dient als ein aussen an jedem Seitenabschnitt --6,7-- vorgesehener Ölfangring, wobei das innerhalb des Abschnittes schlecht gewordene öl nach und nach zur Sicherung einer zufriedenstellenden Schmierung nach aussen abgeführt wird. Dadurch wird einem möglichen Festlaufen der Seitenabschnitte vorgebeugt, das bei extrem hoher Formgebungskraft, je nach dem Zustand des Stahlbandes und je nach den Verformungsbedingungen eintreten könnte.
In Fig. 3 ist eine andere Ausführung der erfindungsgemässen mehrteiligen Formgebungswalze dargestellt.
Hier ist die Walze aus zwei Abschnitten gebildet. Eine obere Walze-26-ist auf einer Achse-27drehfest angeordnet. Eine untere Walze --28-- zerfällt in zwei Abschnitte, einen angetriebenen Abschnitt
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
Walzkörper seinen kleineren Durchmesser hat und dort durch die Seitenplatte --38-- gehalten, Der Ölfangring --39-- befindet sich auf der Seite des Nadellagers --36-- an der Seitenabdeckung-38--, an welcher er entlanggleitet. Die Labyrinthdichtung --40-- stützt sich auf dem Rollenlager --35-- und der Stützplatte --41-- ab und gleitet an der Seitenabdeckung--37--.
Ferner ist ein Schmierkanal zur Versorgung der beiden Lager-35 und 36-aus einem Schmierhahn od. dgl. vorgesehen. Der zu verformende Bandstahl ist mit - -42-- bezeichnet.
Wenn der Bandstahl--42--zwischen die Oberwalze --26-- und die Unterwalze --28-- eingeführt wird, die von den Wellen--27, 31--angetrieben sind, erfassen die Oberwalze und der angetriebene Abschnitt der Unterwalze das Band, ziehen es ein und fördern es weiter, wobei sie ihm die gewünschte Form erteilen.
Hiebei hat der Seiten- bzw. Flanschabschnitt der Unterwalze dieselben Vorteile wie die Teile--6 und 7-- in Fig. 1 und 2. Auch die Anwendung des Nadellagers--36--und der Labyrinthdichtung --40-- ist mit denselben Vorteilen verbunden, wie weiter oben beschrieben.
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemässen mehrteiligen Formgebungswalze gibt Fig. 4 wieder.
Die Walzen sind hier aus einer Vielzahl von Abschnitten zusammengesetzt. Eine obere Walze --43-- besteht aus angetriebenen Abschnitten--45, 46, 47--, die auf einer Welle --44-- drehfest montiert sind, und aus mitlaufenden Flanschabschnitten--48, 49--, die auf der Welle frei drehbar sind. Eine untere Walze--50-besteht aus fünf Abschnitten, u. zw. zwei angetriebenen Abschnitten--51, 52-und drei Flanschabschnitten - -53, 54, 55--.
Die angetriebenen Abschnitte-51, 52-sind untereinander gleich und ebenso die seitlichen Flanschabschnitte-53 und 54--.
EMI3.2
52-sindBüchse--59--, ein Doppelkegelrollenlager--60--, ein Nadellager --61--, Seitenabdeckungen - -62, 63--, einen Ölfangring-64--, eine Labyricnthdichtung --65-- und eine Stützplatte-66-. Die
EMI3.3
gehalten. Das Nadellager--61--ist auf der Seite des kleineren Walzkörperdurchmessers vorgesehen und wird von der Seitenabdeckung--63--gehalten. Der Ölfangring--64--ist an dem Walzkörper--58--an der dem Nadellager --61-- näher gelegenen Seite angeordnet und gleitet an der Seitenabdeckung-63---. Die
EMI3.4
gleitet an der Seitenabdeckung--62--.
Das Schmieröl für die beiden Lager-60 und 61--wird von einer Schmierbüchse od. dgl. über eine Ölleitung zugeführt.
EMI3.5
--55-- enthältNadellager--69--, das Distanzstück --71-- und das Nadellager --70-- angeordnet, welche Teile fest von der Seitenabdeckung--72--gehalten sind.
Der mittlere Flanschabschnitt--55--weist Bereiche verschiedenen Durchmessers auf, ist aber symmetrisch gestaltet, so dass Axialkräfte einander aufheben und nur eine Vertikallast auf ihn wirkt. Aus diesem Grunde sind im Mittelabschnitt die Nadellager vorgesehen, denen eine Schmiereinrichtung zugeordnet ist. Der zu verformende Bandstahl ist mit--73--bezeichnet.
Die Flanschabschnitte-53, 54, 55- sind auf den Lagern-60, 61,69 und 70-frei drehbar, unabhängig von der Drehung der Welle --56--.
Wenn der Bandstahl--73--zwischen die Oberwalze --43-- und die Unterwalze--50--, die über die Wellen --44 bzw. 56--angetrieben sind, eingeführt wird, erhält er die gewünschte Form und wird in Vorschubrichtung gefördert.
Bei dieser Ausführungsart bringt der erfindungsgemässe untere Flansch-Walzabschnitt denselben Vorteil wie oben beschrieben. Dasselbe gilt für die Verwendung der Nadellager und der Labyrinthdichtung.
EMI3.6
49- derFlanschabschnitt --55- der Unterwalze.
In der bisherigen Beschreibung un den zugehörigen Zeichnungen ist die Erfindung im wesentlichen in ihrer Anwendung auf die Unterwalze beschrieben worden. Es versteht sich, dass sie in ähnlicher Weise auf die Oberwalze anwendbar ist.
Wie vorstehend beschrieben, wird also erfindungsgemäss in einem Flansch-Walzabschnitt für eines von zwei
<Desc/Clms Page number 4>
Lagern ein Nadellager verwendet. Dieses ist an der Seite angeordnet, wo der Walzenabschnitt seinen kleineren Durchmesser aufweist. Ferner ist für eine von zwei öldichtungen an dem Flanschabschnitt eine
Labyrinthdichtung verwendet. Sie ist an der Aussenseite angeordnet. Bei dieser Anordnung kann die Materialstärke des Flanschabschnittes an der Stelle seines kleinsten Durchmessers, rings um das Lager immer noch gross sein, und selbst unter gestaltungstechnisch schwierigen Bedingungen kann an der erwähnten Stelle eine ausreichende Festigkeit sichergestellt werden.
Da der nicht angetriebene Flansch-Walzabschnitt erfindungsgemäss für eine Walze mit kleinem Durchmesser verwendet werden kann, die bisher als feste Walze verwendet worden ist, ist der Anwendungsbereich der mehrteiligen Formgebungswalze erweiterungsfähig. Ferner ist darauf hinzuweisen, dass erfindungsgemäss der Abstand zwischen den axial angeordneten Lagern gross gemacht werden kann, so dass die Stabilität der Walze gegenüber dem Lastmoment erhöht werden kann. Dies ermöglicht es, die Präzision der mehrteiligen Formgebungswalze aufrechtzuerhalten und ihre Lebensdauer zu erhöhen. Ferner ist zu beachten, dass die axiale Wärmedehnung der mehrteiligen Formgebungswalze durch die axiale Verschiebung des Walzenabschnittes zwischen dem inneren Laufring und dem Nadellager aufgenommen werden kann.
Daher ist eine unzulässige Belastung der Lager ausgeschlossen und eine befriedigende Arbeitsweise der Walze gesichert. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass eine der beiden öldichtungen als Labyrinthdichtung ausgebildet ist und durch diese das schlecht gewordene öl abläuft, während frisches öl laufend zu den Lagern nachfliessen kann, wodurch eine ausreichende Schmierung während des Betriebes gesichert ist.
Aus all dem ergibt sich, dass die Erfindung eine verbesserte mehrteilige Formgebungswalze geschaffen hat, die sich durch hervorragende Festigkeit und Stabilität auszeichnet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Mehrteilige Formgebungswalze, die als Oberwalze oder als Unterwalze in einer vorzugsweise aus mehreren Walzgerüsten bestehenden Walzanlage verwendbar ist und in welcher ein Metallband durch Walzen bzw.
Biegen in eine vorbestimmte Form bringbar ist, bestehend aus mehreren, teils angetriebenen, teils nicht angetriebenen Walzenabschnitten, die unabhängig voneinander auf der Welle abgestützt sind,
EMI4.1
67) mit in axialer Richtung sich änderndem Durchmesser gestalteten Walzenabschnitte (6,7, 30,48, 49,53, 54, 55) eine mit der Welle (8,31, 44,56) drehfest verbundenen Büchse (12,34, 59,68) und zwei zwischen der Büchse und dem Flansch-Walzkörper angeordnete Lager zugeordnet sind, von welchen mindestens eines ein Nadellager (14,36, 61) und das nach der Seite des grösseren Walzkörperdurchmessers gelegene ein auch Axialkräfte aufnehmendes Lager (13,35, 60) ist, dass jedes dieser Lager mittels eines Stützringes (15,16, 37,38, 62,63) festgehalten ist und mit Schmieröl geschmiert ist, dass für die Zuführung des Schmieröls zu den beiden Lagern eine erste,
sich zwischen denselben erstreckende Ölleitung (23) und eine zweite, zu der ersten von aussen hereinführende ölleitung (24) vorgesehen ist, und dass jedem Nadel- und Axiallager an seiner Aussenseite eine Ölabdichtung (17,18, 39,40, 64,65) zugeordnet ist, von welchen diejenige (18,40, 65), die an einer Aussenseite der Walze gelegen ist, gegen eine Stützplatte (19,41, 66) abgestützt ist.
EMI4.2