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Die Erfindung betrifft eine Axiallagerung für einen schwimmend gelagerten rotierenden Körper, insbesondere einer Streckrolle für eine Streckrichtmaschine, mit einem endseitig am rotierenden Körper angeordneten Lagerzapfen, der mit mindestens einem Radiallager und mit einem Axiallager in einem den Lagerzapfen umschliessenden Gehäuse drehbar gelagert ist, wobei das Gehäuse mit seinem Boden an einer Gegenlagerstütze abgestützt ist.
Es ist bekannt, bei einer Axiallagerung dieser Art den Boden des Gehäuses aussenseitig mit einer bombierten Fläche zu versehen, die sich bei Auftreten von Axialkräften an der Gegenlagerstütze abstützt. Eine solche Lagerung wurde bei Biegerollen von Streckrichtmaschinen verwirklicht.
Bei solchen Streckrichtmaschinen wird das Blechband über mehrere Biegerollen mit relativ kleinem Durchmesser - bezogen auf die Blechdicke - gezogen, wodurch ein besonders hoher Grad an Planheit des Blechbandes erreicht wird.
Bei Streckrichtmaschinen, die mit hoher Blechbandgeschwindigkeit arbeiten, treten an den Biegerollen, die auf Stützrollen lose aufliegen, d. h. an den Stützrollen schwimmend gelagert sind und nur durch das Blechband gegen diese gedrückt werden, starke unkontrollierbare Axialkräfte auf, die von mehreren Faktoren, wie keilförmigen Bandquerschnitten, Parallelitätsfehler der Biegerollen untereinander sowie auch ungleicher Abnutzung der Oberflächen der Biegerollen verursacht werden. Zusätzlich kann es zu Bewegungen der Enden der Biegerollen in einer Ebene senkrecht zu deren Achse kommen, beispielsweise dann, wenn Blechbänder mit geringer Breite bearbeitet werden.
Durch diese Einflüsse treten bei den bekannten Axiallagerungen der Biegerollen grosse technische Schwierigkeiten auf : Es kommt zu einem grossen Verschleiss zwischen der bombierten Bodenaussenfläche und der Gegenlagerstütze und auch zu einem Bruch der Lagerzapfen der Biegerollen. Als Folge ergeben sich zahlreiche Betriebsstörungen und hohe Erhaltungskosten durch anfallende Wiederinstandsetzungsarbeiten.
Aus der DE-AS 3105760 ist eine weitere Vorrichtung zur axialen Abstützung des Zapfens einer schwimmend gelagerten Walze in einer Streckrichtmaschine bekannt. Gemäss dieser DE-AS 3105760 ist in ein an der Streckrolle starr befestigtes Gehäuse mittels Axial- und Radiallager eine Drucklagerachse eingesetzt, die jedoch an einer Druckaufnahmefläche ohne jede spezielle Lagerung abgestützt ist. Diese Lagerung weist daher ebenfalls die oben genannten Nachteile auf.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, eine Axiallagerung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der bei Auftreten von Axialkräften zwischen dem Gehäuse und der Gegenlagerstütze keine das Gehäuse bzw. den Lagerzapfen belastende und einen vorzeitigen Verschleiss verursachende Reibungskräfte auftreten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zwischen dem Boden des Gehäuses und der Gegenlagerstütze ein Wälzkörper mit sowohl am Boden des Gehäuses als auch an der Gegenlagerstütze zur Anlage gelangenden Kugelflächen vorgesehen ist, der mittels Auslenkungen quer zur Drehachse des rotierenden Körpers zulassender Halterungen an der Gegenlagerstütze oder am Boden des Gehäuses gehalten ist.
Eine besonders einfache und robuste Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der als Kugel ausgebildete Wälzkörper in einer Ausnehmung der Gegenlagerstütze eingesetzt ist und mittels zweier gegengleich angeordneter Federdichtringe gehaltert ist.
Vorzugsweise sind sowohl im Boden des Gehäuses als auch in der Gegenlagerstütze die Axialkräfte auf den Wälzkörper übertragende Anlaufscheiben vorgesehen.
Zwecks einfachen Zusammenbaus der Axiallagerung ist vorteilhaft der Boden als separat einund ausbaubarer Teil des Gehäuses ausgebildet, der an einem Lagerring eines der Lager abgestützt ist, wobei zweckmässig das Gehäuse an seinem dem rotierenden Körper, insbesondere der Streckrolle, zugewandten Enden einen radial einspringenden Kragen aufweist, an dem ein Lagerring eines der Lager anliegt.
Um dem rauhen Betrieb bei einer Streckrichtmaschine gut standhalten zu können, ist es ratsam, dass zwischen dem Boden des Gehäuses und der Gegenlagerstütze eine elastische, den Spalt zwischen Boden und Gegenlagerstütze überdeckende Dichtung vorgesehen ist, die vorzugsweise am Gehäuse befestigt ist.
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Zweckmässig ist zwischen der Gegenlagerstütze und dem Gehäuse eine ein Mitdrehen des Gehäuses verhindernde Drehmomentstütze vorgesehen.
Die Erfindung ist nachfolgend an Hand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, wobei Fig. l in schematischer Darstellung eine Seitenansicht einer Streckrichtmaschine zeigt. Fig. 2 veranschaulicht einen Längsschnitt durch die erfindungsgemässe Axiallagerung einer Streckrolle gemäss der Linie II-II der Fig. l.
Mit der in Fig. l dargestellten Streckrichtmaschine wird ein Blechband --1-- streckgerichtet.
Die Streckrollen --2-- haben einen relativ kleinen Durchmesser. Um ein Durchbiegen der Streckrollen zu vermeiden, werden die Streckrollen von jeweils zwei mehrfach gelagerten Stützwalzen --3-unterstützt. Die Streckrollen, die mit dem Blechband, welches streckgerichtet werden soll, in Kon-
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--3--gedrückt.
Jede Streckrolle --2-- bildet mit den ihr zugehörigen Stützwalzen eine Baueinheit, die jeweils in einer auswechselbaren Kassette --4-- gehaltert ist.
Die Streckrollen --2-- weisen an jeder Stirnseite Lagerzapfen --5-- auf, die entweder einstückig mit der Streckrolle oder als eigene Bauteile ausgebildet sind. Die Lagerzapfen --5-- sind jeweils mittels eines Radiallagers --6-- und eines Axiallagers --7-- in einem den Lagerzapfen umschliessenden Gehäuse --8-- gelagert, das an seinem der Streckrolle --2-- zugewandten Ende einen radial einspringenden Kragen --9-- aufweist, an dem ein Lageraussenring des Radiallagers - anliegt, wogegen der Lagerinnenring des Radiallagers --6-- an einer Schulter des Lager- zapfens --5-- abgestützt ist.
Der einspringende Kragen --9-- ist gegenüber dem Lagerzapfen --5-- mittels einer elastischen Dichtung --10-- gedichtet. Zwischen den beiden Lagern-6, 7-ist eine Distanzscheibe - angeordnet, an der sich die Lagerinnenringe der Lager --6, 7- bstützen. Zur Fixierung der beiden Lager --6, 7-- im Gehäuse --8-- dient ein in das Gehäuse --8-- an dem der Streckrolle-l-abgewandten Ende von aussen eingesetzter Boden --12--, der mittels eines Sicherungsrin- ges --13-- im Gehäuse --8-- fixiert ist und an dem sich der Lageraussenring des Axiallager --7-abstützt.
Zur Aufnahme der axialen Kräfte der Streckrolle --2-- ist an der Kassette --4-- ein Lagerbock --14-- mittels Schrauben --15-- befestigt, an dem mit Schrauben --16-- eine Gegenlager- stütze --17--, die bis über den Boden --12-- des Gehäuses --8-- ragt, montiert ist. Die Gegen- lagerstütze --17-- weist im Bereich des Bodens --12-- des Gehäuses --8-- eine Ausnehmung
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wird mittels zweier gegengleich angeordneter Federdichtringe --20-- federnd im Zentrum der Ausnehmung --18-- gehalten.
Ein am dem Gehäuse --8-- zugewandten Ende der Ausnehmung --18-- eingesetzter Sicherungsring --21-- dient zum Fixieren der Federdichtringe --20-- und damit zum Sichern des Wälz- körpers --19-- gegen Herausfallen aus der Ausnehmung --18--. Sowohl im Boden --12-- des Gehäuses --8-- als auch im Boden der Ausnehmung --18-- sind je eine Anlaufscheibe --22-- eingesetzt, die bei Auftreten von Axialkräften den Wälzkörper --19-- kontaktieren. Zwecks Erleichterung des Ausbaus des Wälzkörpers --19-- und der Federdichtringe --20-- ist im Boden ein Abdrückring - eingesetzt, der einerseits an der Anlaufscheibe --22-- und anderseits an einem Federdichtring --20-- anliegt.
Um ein Herabfallen der Streckrolle-2-- im unbelasteten Zustand zu verhindern, ist an der Gegenlagerstütze --17-- ein das Gehäuse --8-- mit Spiel in radialer Richtung umgebendes Rohr - 24-- angeschweisst. Ein als Drehmomentstütze dienender Führungsstift --25-- ist an das Gehäuse - angeschweisst und greift in einen Längsschlitz --26-- des Rohres --24-- ein, so dass ein Mitdrehen des Gehäuses --8-- mit der Streckrolle --2-- verhindert wird.
Am Gehäuse --8-- ist an dem zum Wälzkörper --19-- gerichteten Ende eine elastische Dichtung --27-- befestigt, die den Spalt zwischen dem Gehäuse --8-- und der Gegenlagerstütze --17-- schliesst, wodurch das Eindringen von Schmutz in die Ausnehmung --18-- verhindert wird.
Die Funktion der Axiallagerung ist folgende :
Die an der Streckrolle auftretenden axialen Kräfte werden vom Axiallager --7-- aufgenommen
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und über das Gehäuse --8--, dessen Boden --12-- und die im Boden --12-- eingesetzte Anlaufscheibe --22-- auf den Wälzkörper --19-- übertragen. Dieser stützt sich über die im Boden der Ausnehmung --18-- eingesetzte Anlaufscheibe --22-- an der Gegenlagerstütze --17-- ab, wodurch axiale Kräfte in die Kassette eingeleitet sind.
Wenn die Streckrolle-2-durch die hohen Anpresskräfte des zu richtenden Blechbandes-ldurchgebogen wird, wodurch der Lagerzapfen --5-- und somit auch das Gehäuse --8-- eine exzentrische Drehbewegung ausführen, ermöglicht der Wälzkörper --19-- eine wälzlagerförmige Abrollung der exzentrisch bewegten Anlaufscheibe --22-- des Gehäuses --8-- an der feststehenden Anlaufscheibe --22-- der Gegenlagerstütze --17-- unter Vermeidung einer gleitenden Bewegung.
Dadurch wird der Lagerzapfen --5-- von Biegekräften freigehalten und ein Bruch desselben auch bei hoher Belastung vermieden.
Die Federdichtringe --20-- erlauben eine Wälzbewegung des Wälzkörpers --19-- in einem bestimmten Ausmass und sorgen dafür, dass der Wälzkörper --19-- dann, wenn keine gegen ihn
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tiert, wieder im Zentrum der Ausnehmung --18-- zentriert wird.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel, sondern kann in verschiedener Hinsicht modifiziert werden. So können z. B. an Stelle der Federdichtringe --20-zwei oder mehrere einander gegenüberliegende, den Wälzkörper --19-- zentrierende Schraubenfedern vorgesehen sein. Weiters muss der Wälzkörper --19-- keine Kugel sein, es genügt, wenn die beiden mit den Anlaufscheiben --22-- in Kontakt gelangenden Flächen Kugelflächen sind.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Axiallagerung für einen schwimmend gelagerten rotierenden Körper, insbesondere einer Streckrolle für eine Streckrichtmaschine, mit einem endseitig am rotierenden Körper angeordneten Lagerzapfen, der mit mindestens einem Radiallager und mit einem Axiallager in einem den Lagerzapfen umschliessenden Gehäuse drehbar gelagert ist, wobei das Gehäuse mit seinem Boden an einer Gegenlagerstütze abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Boden (12) des Gehäuses (8) und der Gegenlagerstütze (17) ein Wälzkörper (19) mit sowohl am Boden (12) des Gehäuses (8) als auch an der Gegenlagerstütze (17) zur Anlage gelangenden Kugelflächen vorgesehen ist, der mittels Auslenkungen quer zur Drehachse des rotierenden Körpers zulassender Halterungen (20) an der Gegenlagerstütze (17) oder am Boden (12) des Gehäuses (8) gehalten ist.
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The invention relates to an axial bearing for a floating rotating body, in particular a stretching roller for a straightening machine, with a bearing journal arranged at the end of the rotating body, which is rotatably supported with at least one radial bearing and with an axial bearing in a housing enclosing the bearing journal, the housing is supported with its bottom on a counter bearing support.
It is known, in the case of an axial bearing of this type, to provide the bottom of the housing on the outside with a cambered surface which is supported on the counter bearing support when axial forces occur. Such storage was realized with bending rolls of stretch leveling machines.
In stretch straightening machines of this type, the sheet metal strip is drawn over a plurality of bending rollers with a relatively small diameter, based on the sheet metal thickness, which results in a particularly high degree of flatness of the sheet metal strip.
In straightening machines that work at high sheet metal strip speed, the bending rollers that lie loosely on support rollers occur. H. are floating on the support rollers and are only pressed against them by the sheet metal strip, strong, uncontrollable axial forces, which are caused by several factors, such as wedge-shaped strip cross sections, parallelism of the bending rollers with one another and also uneven wear on the surfaces of the bending rollers. In addition, the ends of the bending rollers can move in a plane perpendicular to their axis, for example when sheet metal strips with a small width are processed.
These influences cause great technical difficulties in the known axial bearings of the bending rollers: there is a great deal of wear between the cambered outer surface of the floor and the counter-bearing support and the bearing pins of the bending rollers also break. As a result, there are numerous malfunctions and high maintenance costs due to the need for repair work.
DE-AS 3105760 discloses a further device for axially supporting the journal of a floating roller in a stretch leveler. According to this DE-AS 3105760, a thrust bearing axis is inserted into a housing rigidly fastened to the stretching roller by means of axial and radial bearings, but is supported on a pressure receiving surface without any special bearing. This storage therefore also has the disadvantages mentioned above.
The invention aims to avoid these disadvantages and difficulties and has as its object to provide an axial bearing of the type described above, in which, when axial forces occur between the housing and the thrust bearing support, no frictional forces which stress the housing or the journal and cause premature wear occur.
This object is achieved according to the invention in that between the bottom of the housing and the thrust bearing support there is provided a rolling element with spherical surfaces which come to rest both on the bottom of the housing and on the thrust bearing support and which supports on the thrust bearing support by means of deflections transverse to the axis of rotation of the rotating body or is held on the bottom of the housing.
A particularly simple and robust embodiment is characterized in that the rolling element designed as a ball is inserted in a recess in the counter bearing support and is held by means of two spring sealing rings arranged in opposite directions.
The thrust washers transmitting the axial forces to the rolling elements are preferably provided both in the bottom of the housing and in the counter bearing support.
For the purpose of simple assembly of the axial bearing, the base is advantageously designed as a separately installable and removable part of the housing, which is supported on a bearing ring of one of the bearings, the housing expediently having a radially projecting collar at its ends facing the rotating body, in particular the stretching roller, against which a bearing ring of one of the bearings rests.
In order to be able to withstand the rough operation of a stretch leveler, it is advisable that an elastic seal covering the gap between the bottom and the counter support is provided between the bottom of the housing and the counter support, which is preferably attached to the housing.
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A torque support, which prevents the housing from rotating, is expediently provided between the counter bearing support and the housing.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawings using an exemplary embodiment, FIG. 1 showing a side view of a stretch leveling machine in a schematic illustration. FIG. 2 illustrates a longitudinal section through the axial bearing according to the invention of a stretching roller according to the line II-II of FIG. 1.
With the stretch straightening machine shown in Fig. 1, a sheet metal strip is stretch straightened.
The stretching rollers --2-- have a relatively small diameter. In order to prevent the stretching rollers from bending, the stretching rollers are each supported by two support rollers with multiple bearings. The stretching rollers, which are in contact with the sheet metal strip that is to be straightened,
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--3 - pressed.
Each stretching roller --2-- forms a structural unit with its associated support rollers, each of which is held in an exchangeable cassette --4--.
The stretching rollers --2-- have bearing journals --5-- on each end face, which are either made in one piece with the stretching roller or as separate components. The bearing journals --5-- are each supported by means of a radial bearing --6-- and an axial bearing --7-- in a housing --8-- enclosing the bearing journal, the end of which faces the stretching roller --2-- has a radially projecting collar --9--, on which a bearing outer ring of the radial bearing - rests, while the bearing inner ring of the radial bearing --6-- is supported on a shoulder of the bearing journal --5--.
The protruding collar --9-- is sealed against the bearing journal --5-- by means of an elastic seal --10--. Between the two bearings -6, 7-is a spacer - on which the bearing inner rings of the bearings -6, 7- b are supported. To fix the two bearings --6, 7-- in the housing --8--, a bottom --12-- inserted into the housing --8-- on the end facing away from the stretching roller-l end facing away from the outside a locking ring --13-- is fixed in the housing --8-- and on which the bearing outer ring of the thrust bearing --7- is supported.
To support the axial forces of the stretching roller --2--, a bearing block --14-- is attached to the cassette --4-- by means of screws --15--, and a counter bearing support is attached to it with screws --16-- --17--, which protrudes above the bottom --12-- of the housing --8--. The counter bearing support --17-- has a recess in the area of the bottom --12-- of the housing --8--
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is held in the center of the recess --18-- by means of two spring seals --20-- arranged in opposite directions.
An securing ring --21-- inserted at the end of the recess --18-- facing the housing --8-- serves to fix the spring sealing rings --20-- and thus to secure the rolling element --19-- against falling out from the recess --18--. Both in the bottom --12-- of the housing --8-- and in the bottom of the recess --18-- a thrust washer --22-- are used, which contact the rolling element --19-- when axial forces occur . In order to make it easier to remove the rolling element --19-- and the spring sealing rings --20--, a push-off ring is inserted in the bottom, which bears on the one hand on the thrust washer --22-- and on the other hand on a spring sealing ring --20--.
In order to prevent the extension roll-2-- from falling in the unloaded state, a tube - 24-- is welded to the counter bearing support --17-- around the housing --8-- with play in the radial direction. A guide pin --25-- serving as a torque support is welded to the housing - and engages in a longitudinal slot --26-- of the tube --24--, so that the housing --8-- turns with the stretching roller - -2-- is prevented.
An elastic seal --27-- is attached to the housing --8-- at the end facing the rolling element --19--, which closes the gap between the housing --8-- and the counter bearing support --17--, which prevents dirt from entering the recess --18--.
The function of the axial bearing is as follows:
The axial forces occurring on the stretching roller are absorbed by the axial bearing --7--
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and via the housing --8--, the bottom --12-- and the thrust washer --22-- used in the bottom --22-- to the rolling element --19--. This is supported by the thrust washer --22-- inserted in the bottom of the recess --18-- on the counter bearing support --17--, whereby axial forces are introduced into the cassette.
If the stretching roller-2 is bent by the high contact forces of the sheet metal strip to be straightened, whereby the bearing journal --5-- and thus also the housing --8-- execute an eccentric rotary movement, the rolling element --19-- enables one Rolling-shaped rolling of the eccentrically moved thrust washer --22-- of the housing --8-- on the fixed thrust washer --22-- of the counter bearing support --17-- while avoiding a sliding movement.
This keeps the bearing pin --5-- free from bending forces and prevents it from breaking even under high loads.
The spring sealing rings --20-- allow the rolling element --19-- to move to a certain extent and ensure that the rolling element --19-- if none against it
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is centered again in the center of the recess.
The invention is not limited to the exemplary embodiment shown, but can be modified in various ways. So z. B. Instead of the spring seals --20-two or more opposite, the rolling elements --19-- centering coil springs can be provided. Furthermore, the rolling element --19-- does not have to be a ball, it is sufficient if the two surfaces that come into contact with the thrust washers --22-- are spherical surfaces.
PATENT CLAIMS:
1. Axial bearing for a floating rotating body, in particular a stretching roller for a straightening machine, with a bearing journal arranged at the end of the rotating body, which is rotatably mounted with at least one radial bearing and with an axial bearing in a housing enclosing the bearing journal, the housing with its Floor is supported on a counter bearing support, characterized in that between the bottom (12) of the housing (8) and the counter bearing support (17) is a rolling element (19) with both on the bottom (12) of the housing (8) and on the counter bearing support (17) for spherical surfaces that come into contact is provided, which is held on the counterbearing support (17) or on the bottom (12) of the housing (8) by means of deflections (20) which permit cross-sections to the axis of rotation of the rotating body.