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Die Erfindung betrifft ein Walzgerüst zum Walzen von stab- oder rohrförmigem Gut der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.
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Derartige Walzgerüste umfassen stets eine Mehrzahl von – meist drei – Walzen, die jeweils auf einer drehbar im Gerüstgehäuse radial und axial verstellbaren Walzenwellen gelagert sind. Die Walzen sind dabei so zueinander angeordnet, dass deren Drehachsen in einer Ebene senkrecht zur Walzrichtung mit gleichem Abstand von einem gemeinsamen Mittelpunkt liegen, so dass jeweils benachbarte Walzen denselben Winkelabstand zueinander aufweisen. Die Walzen bilden so zusammen ein sogenanntes Walzkaliber.
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Walzgerüste dieser Art sind in vielfachen Ausgestaltungen bekannt. Bei einer besonderen Ausführungsform der Walzgerüste sind die Walzenwellen mittels Exzenterbuchsen im Gerüstgehäuse gelagert. Durch Verdrehen der Exzenterbuchsen können somit die Abstände der Walzenwellen-Längsachsen vom gemeinsamen Mittelpunkt des Walzgerüstes stufenlos eingestellt werden.
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Hierdurch wird einerseits der Durchmesser des gewalzten Materials beeinflussbar, andererseits können die Walzen trotz Nachbearbeitung nach Verschleiß auf dasselbe Kaliber eingestellt werden, wodurch sich die erzielbaren Verwendungszeiten erheblich erhöhen.
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Um die Walzen schnell und ohne aufwendige Demontagearbeiten aus dem Gerüst ausbauen und gegen solche mit neu bearbeitetem Walzkaliber austauschen zu können, sind die Walzenwellen jeweils in zwei Teilwellen unterteilt und jede Walze zwischen zwei einander zugewandten Stirnseiten der beiden Teilwellen fest, jedoch lösbar eingeklemmt. Die Klemmkraft wird mittels eines in einer zentralen Längsbohrung der Walzenwelle angeordneten Zugankers aufgebracht und während des Betriebs des Walzgerüsts aufrechterhalten.
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Soll eine Walze gewechselt werden, ist lediglich der Zuganker zu lösen und soweit in axialer Richtung zu verlagern, dass er die Trennstelle der beiden Teilwellen freigibt. Dann sind die beiden Teilwellen axial soweit auseinander zu bewegen, dass die Walze in Richtung quer zur Walzenwelle entnommen werden kann.
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Bei einem ersten, die oben beschriebenen Merkmale aufweisenden Walzgerüst nehmen die zum Zwecke der Anstellbarkeit der Walzenwelle erforderlichen Exzenterbuchsen sowohl die beidseitig der Walze angeordneten Radiallager, als auch das einseitig angeordnete Axiallager auf. Da es – wie oben beschrieben – zum Zwecke des Walzenwechsels erforderlich ist, beide Teilwellen einer Walzenwelle axial zu verschieben, muss auch das Axiallager mit verschoben werden.
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Um dies zu erreichen, ist bei einer Ausführungsform eine zusätzliche, das Axiallager aufnehmende Buchse innerhalb der Exzenterbuchse vorgesehen, die zum Zwecke der Trennung der beiden Teilwellen der Walzenwelle relativ zur Exzenterhülse verschiebbar ist.
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Diese Ausführungsform des Walzgerüsts weist unter anderem die folgenden Nachteile auf:
- – Durch den relativ großen Außendurchmesser der Exzenterbuchse im Bereich des Axiallagers hat das Walzgerüst insgesamt relativ große Außenabmessungen.
- – Die Entnehmbarkeit des Axiallagers aus der Exzenterbuchse erfordert eine mehrteilige Ausbildung derselben, wodurch sich deren Material- und Herstellungskosten erhöhen.
- – Durch die lange Bauform der Exzenterbuchse ist die an ihrem Außenumfang vorgesehene Kegelverzahnung, über die die Exzenterbuchse mit einer benachbarten zwecks Möglichkeit der synchronen Verdrehung im Eingriff steht, nur aufwendig herstellbar.
- – Die größeren Außenabmessungen des Walzgerüsts bedingen die Verwendung größerer, stationär in der Walzlinie angeordneter Antriebseinheiten (C-Rahmen), wodurch sich die gesamte Walzlinie überproportional verteuert.
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Bei einer weiteren Ausführungsform eines Walzgerüsts ist die Walzenwelle einteilig ausgebildet und das Axiallager an dem der Eintriebsseite gegenüberliegenden Ende der Walzenwelle außerhalb der Exzenterbuchse in dem Gerüstgehäuse angeordnet.
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Um dennoch eine Anstellung der Walze zu ermöglichen, ist das Axiallager derart ausgestaltet, dass es die hierzu notwendigen radialen Verlagerungen der Walzenwelle zulässt. Konstruktiv wird diese Eigenschaft des Axiallagers dadurch bewirkt, dass radial zwischen den mit der Walzenwelle und den mit dem Gerüstgehäuse verbundenen Teilen des Axiallagers ein die radiale Verlagerung der Walzenwelle erlaubendes Spiel vorgesehen ist.
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Zwar ist bei dieser Ausführungsform der Durchmesser der Exzenterbuchse nicht durch das Axiallager vergrößert, nachteilig ist jedoch, dass es zur Demontage der Walze erforderlich ist, das Axiallager von der Walzenwelle zu demontieren, wodurch der mit einem Walzenwechsel verbundene Aufwand wesentlich erhöht ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Walzgerüst zu schaffen, bei welchem die oben beschriebenen Nachteile verringert sind.
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Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 wiedergegebene Walzgerüst gelöst. Dadurch, dass bei dem erfindungsgemäßen Walzgerüst das Axiallager – allgemein: die Einrichtung zu Lagerung der Walzenwelle in axialer Richtung – an einer Nabe vorgesehen ist, zu der die Walzenwelle in axialer Richtung verlagerbar und fixierbar ist, muss für eine axiale Verlagerung der beiden Teilwellen der Walzenwelle zueinander zwecks Walzendemontage lediglich die Walzenwelle von der Nabe gelöst werden. Eine aufwendige Demontage des Axiallagers von der Walzenwelle ist nicht erforderlich.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist der mit dem Gerüstgehäuse verbundene Teil der Einrichtung zur Lagerung der Walzenwelle in axialer Richtung von außen, d. h. ohne vorherige Demontage der Walzenwelle, lösbar an dem Gerüstgehäuse angebracht. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung wird nicht die Walzenwelle relativ zu der Einrichtung zur Lagerung der Walzenwelle in axialer Richtung zum Walzenwechsel verschoben, sondern das gesamte Axiallager wird nach dessen Lösen mit der Walzenwelle relativ zum Gerüstgehäuse verlagert.
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In beiden oben genannten Ausgestaltungen der Erfindung ist zum Walzenwechsel kein aufwendiger Abbau der Einrichtung zur Lagerung der Walzenwelle in axialer Richtung von der Walzenwelle erforderlich, sondern es braucht bei der ersten Ausgestaltung lediglich die Walzenwelle von der Nabe, bei der zweiten Ausgestaltung die Einrichtung zur Lagerung der Walzenwelle in axialer Richtung von dem Gerüstgehäuse gelöst zu werden.
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Das erfindungsgemäße Walzgerüst zeichnet sich zudem durch folgende Vorteile gegenüber dem Stand der Technik aus: Durch die erfindungsgemäße Reduzierung der Breite des Walzgerüsts ist es möglich, den Gerüstabstand, d. h. den Abstand zwischen zwei benachbarten Walzgerüsten weiter zu verringern. Hierdurch wird beim Walzen von Stab oder Rohr die Länge des sog. ”verdickten Endes”, das als Abfall übrig bleibt, reduziert, wodurch die Produktionskosten des Stabes oder des Rohres aufgrund der höheren Ausbringung gesenkt werden.
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Ferner ist durch konstruktiv einfache Gestaltung insbesondere der Exzenterbuchsen und der Walzenwellen die Herstellung unter Anwendung moderner Fertigungsverfahren auf preiswerte Weise möglich. Auch werden die Herstellungskosten zusätzlich durch Reduzierung der Gesamtzahl der Bauteile reduziert. Durch die geringeren Abmessungen des Walzgerüsts können auch die C-Rahmen in der Walzlinie kleiner ausgestaltet werden, was wiederum zu einer Kosteneinsparung führt. Der konstruktiv einfache Aufbau und die geringere Gesamtzahl der Bauteile tragen zudem zu einer erhöhten Funktionssicherheit der erfindungsgemäßen Walzgerüste bei.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Walzgerüsts durchsetzt die Walzenwelle die Nabe zumindest teilweise. Es ist dann möglich, die Nabe und die Walzenwelle auf einfache Weise lösbar in axialer Richtung miteinander zu verbinden, beispielsweise durch eine auf ein Außengewinde der Walzenwelle aufgeschraubte Flachmutter, die dann ihrerseits beispielsweise mittels Schrauben an der Nabe angeflanscht ist.
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Vorzugsweise weist die Einrichtung zur Lagerung der Walzenwelle in axialer Richtung zum Gerüstgehäuse ortsfeste Lagerflächen auf, die mit zur Nabe ortsfesten Gegenlagerflächen in axialer Richtung zusammenwirken.
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Besonders einfach technisch ausführbar ist die Einrichtung zur Lagerung der Walzenwelle in axialer Richtung dann, wenn die Lagerflächen von einem mit dem Gerüstgehäuse verbundenen oder verbindbaren Lagerring gebildet sind.
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Die Gegenlagerflächen sind dann vorzugsweise in einer in der Nabe oder der Walzenwelle vorgesehenen Ringnut ausgebildet.
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Vorzugsweise sind Zylinderrollenkörper vorgesehen, über die die Lagerflächen und die Gegenlagerflächen zusammenwirken.
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Die Anzahl der Bauteile des Walzgerüsts kann weiter reduziert werden, wenn die Nabe Teil einer Kupplungseinrichtung zum Ankuppeln eines Rotationsantriebes für die Walzenwelle ist.
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Die Nabe ist zur Drehmomentübertragung vorzugsweise mit einer Innenverzahnung versehen, die in eine in der Walzenwelle vorgesehene komplementäre Außenverzahnung eingreift.
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Zwecks Verlagerung der Walzenwelle in radialer Richtung um den Verstellweg weist die Lagereinrichtung vorzugsweise eine in dem Gerüstgehäuse angeordnete, wahlweise um eine zur Walzenwellen-Längsachse parallele Achse drehbare und in einer gewünschten Winkellage festlegbare Exzenterbuchse auf, deren äußere, zumindest teilweise zylindrische Mantelfläche exzentrisch zu deren zumindest teilweise zylindrischen inneren Mantelfläche ausgebildet ist.
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Ist die Exzenterbuchse in einer Ebene quer zur Walzenwellen-Längsachse zweigeteilt ausgebildet, so können die beiden Exzenterbuchsenteile zur Montage nacheinander in die Gerüstgehäuseöffnung, durch die im montierten Zustand die Walze aus dem Gehäuse heraustritt, eingefügt werden. Das Gehäuse kann daher einteilig ausgeführt werden.
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Die Walzenwelle ist bei einer bevorzugten Ausführungsform über zumindest ein Radialrollenlager in der Exzenterbuchse gelagert.
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Besonders einfach auswechselbar ist eine Walze dann, wenn die Walzenwelle in einer senkrecht zur Walzenwellen-Längsachse verlaufenen Ebene in zwei Teilwellen zweigeteilt ausgebildet ist, wobei die Teilwellen derart ausgestaltet sind, dass eine Walze zwischen den beiden einander zugewandten Stirnseiten der beiden Teilwellen einklemmbar ist.
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Die Teilwellen weisen dann vorzugsweise jeweils eine zentrale Längsbohrung auf, in denen ein wahlweise lös- und demontierbarer Zuganker zum Bewirken der Klemmkräfte vorgesehen ist.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
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1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Walzgerüsts im Querschnitt;
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2 eine Walzenwelle derselben Ausführungsform in einer vergrößerten Darstellung in derselben Ansicht;
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3 eine weitere Ausführungsform der Erfindung in einer 1 entsprechenden Ansicht sowie
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4 eine Walzenwellenanordnung der Ausführungsform gemäß 3 in einer 2 entsprechenden Ansicht.
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Das in 1 dargestellte und als Ganzes mit 100 bezeichnete Walzgerüst umfasst ein Gerüstgehäuse 1, in dem drei Walzen 2 sternförmig derart angeordnet sind, dass sie dabei eine gemeinsame Walzenachse 3 umschließen. Jede der Walzen 2 besitzt einen gesonderten Eintrieb 4, auf dem von einer nicht dargestellten Drehantriebseinheit her ein Antriebsdrehmoment für die jeweilige Walze 2 ausgeübt wird. Über einen rotationssymmetrisch ausgebildeten Kupplungsteil 5, der über eine Innenverzahnung 6 und einer an einer Walzenwelle 8 vorgesehenen Außenverzahnung 7 mit der Walzenwelle 8 drehfest verbunden ist, wird das Drehmoment auf die Walze übertragen.
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Jede der Walzenwellen besteht aus zwei Teilwellen 9, 10. Zwischen den einander zugewandten Stirnseiten 11, 12 dieser Teilwellen 9, 10 ist jeweils eine Walze 2 eingeklemmt. Die Walze 2 weist hierzu eine radialsymmetrische Durchgangsbohrung 13 auf. Zwecks Zentrierung der Walze 2 auf der Walzenwelle 8 sind die Stirnseiten 11, 12 mit radialsymmetrischen Schultern 14, 15 versehen, deren Radien an den Durchmesser der Durchgangsbohrung 13 angepasst sind.
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Der Aufbringung der Klemmkraft zum Einklemmen der Walze 2 zwischen den Teilwellen 9, 10 dient ein Zuganker 16, der die Teilwellen 9, 10 in zentralen Längsbohrungen 17, 18 durchsetzt. Das dem Kupplungsteil 5 abgewandte Ende weist ein Außengewinde 20 auf, das in ein entsprechendes Innengewinde 21, welches in der Längsbohrung 18 der Teilwelle 10 vorgesehen ist, eingreift. An seinem gegenüberliegenden Endabschnitt 22 trägt der Zuganker 16 eine Spannmutter 23, die von außen auf den Endabschnitt 22 aufschraubbar ist und sich im angezogenen Zustand in Richtung der Walzenwellen-Längsachse L an einer Abstützfläche 24 der Teilwelle 9 abstützt. Die Walzenwelle 8 ist mittels beiderseits der Walze 2 angeordneter Wälzlager 25 drehbar gelagert. Die Wälzlager 25 befinden sich dabei in den in einer Ebene E senkrecht zu der Walzenwellen-Längsachse L geteilten Hälften 26, 27 einer Exzenterbuchse 28.
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Jede Hälfte 26, 27 der Exzenterbuchse 28 weist eine im Querschnitt kreisförmige äußere Anlagefläche 29, 30 auf, die jeweils in einer entsprechenden Aussparung 31, 32 an dem Gerüstgehäuse 1 anliegt. Die beiden Hälften 26, 27 der Exzenterbuchse 28 sind über einen Verbindungsbügel 33 miteinander verbunden.
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Von der sich in 1 horizontal erstreckenden Walzenwelle 8 besitzt die Exzenterbuchse 28 ein kegelradartiges Zahnsegment 34, welches in ein Zahnsegment 35 der in 1 im Uhrzeigersinn benachbarten Exzenterbuchse 28' eingreift. Dieses greift wiederum in ein Zahnsegment 36 der abermals im Uhrzeigersinn benachbarten Exzenterbuchse 28'' ein, wogegen sich die Zahnsegmente 34, 36 der Exzenterbuchse 28 der Exzenterbuchse 28'' nicht im Eingriff befinden. Durch diese Maßnahme wird bewirkt, dass durch Drehbetätigung einer der Exzenterbuchsen 28, 28', 28'' sämtliche Exzenterbuchsen synchron betätigt werden. Da die Wälzlager 25 exzentrisch zu den Anlageflächen 29, 30 angeordnet sind, werden durch die Drehbewegungen der Exzenterbuchsen 28, 28', 28'' die Walzenwellen 8 und die jeweils zugehörige Walze 2 in radialer Richtung verlagert, so dass hierdurch die Walzen 2 gegen die Walzenachse 3 angestellt werden können.
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Auf Seiten des Eintriebs 4 ist eine als Ganzes mit 37 bezeichnete Einrichtung zur Lagerung der Walzenwelle in axialer Richtung, d. h. in Richtung der Walzenwellen-Längsachse L, vorgesehen. Diese umfasst einen mit dem Gerüstgehäuse durch Verschraubung verbundenen Einsatz 38, an dem ein sich bezüglich der Walzenwellen-Längsachse L radial erstreckender Lagerring 39 angeformt ist. Die beiden einander gegenüberliegenden Stirnseiten des Lagerrings 39 bilden Lagerflächen 40, 41 aus, auf denen eine Mehrzahl von Zylinderrollenkörpern 42 abrollen. Die Zylinderrollenkörper 42 stützen sich wiederum an Gegenlagerflächen 43, 44 ab, die von einander zugewandten radialen Geradflächen 45, 45' ausgebildet sind, die einander axial beabstandet bei dem in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung an den Teilen 46 und 47 vorgesehen sind, die zusammen die Nabe 48 bilden.
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Das von der Walze 2 fortweisende Ende der Nabe 48 bildet wiederum den Kupplungsteil 5 aus. Der Lagerring 39 und die Geradflächen 45, 45' sind derart dimensioniert, dass zwischen der Basisfläche 49 zwischen den Geradflächen 45, 45' und der Ringinnenfläche 50 ein Freiraum verbleibt, der größer als der mittels der Exzenterbuchse 28 in radialer Richtung zu bewirkende Verstellweg ist.
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In Richtung der Walzenwellen-Längsachse L ist die Nabe 48 an der Walzenwelle 8 durch eine auf ein entsprechendes Gewinde im Endbereich der Teilwelle 9 aufgeschraubte Flachmutter 51, die ihrerseits mittels einer Reihe von in die Nabe eingedrehten Gewindeschrauben 52 an der Nabe 48 befestigt ist (in 2 ist aus Gründen der Übersicht lediglich eine Gewindeschraube 52 dargestellt), lösbar fixiert.
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Mit dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Walzgerüsts ist ein einfacher und schneller Walzenwechsel auf folgende Weise möglich: Zunächst werden die Gewindeschrauben 52 gelöst. Nach weiterem Lösen der Spannmutter 23, Herausdrehen des Zugankers 16 aus der Teilwelle 10 und Zurückverlagern desselben, bis sein Ende 19 im Außenumfang der Teilwelle 9 verbleibt, können die Teilwellen 9 und 10 auseinander verlagert werden, wodurch die Walze 2 von den Schultern 14, 15 freigegeben wird und der Gerüstgehäuseöffnung entnommen werden kann. Es wird deutlich, dass die Demontage und die durch dieselben Schritte in umgekehrter Reihenfolge erfolgende Montage einer Walze 2 auf einfache Weise durchgeführt werden kann, ohne dass es einer Demontage der Einrichtung zur Lagerung der Walzenwelle in axialer Richtung 37 bedarf.
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Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform eines Walzgerüsts 200 ist in 3 und 4 dargestellt. Um Wiederholungen zu vermeiden, sollen im folgenden lediglich die Unterschiede zu der Ausführungsform des Walzgerüsts 100 gemäß 1 und 2 erläutert werden.
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Wie insbesondere aus 4 erkennbar ist, ist eine die Teilwelle 209 umschließende Hülse 201 vorgesehen, die sich mit ihrem einen stirnseitigen Ende 201' an dem eintriebsseitigen Wälzlager 225, mit ihrem anderen stirnseitigen Ende 201'' an der Nabe 48 abstützt. Letztere ist wiederum mittels der Flachmutter 51 an der Teilwelle 209 befestigt, wobei die Flachmutter 51 so weit angezogen ist, dass sich ein spielfreier Sitz der Nabe 48 zwischen der Flachmutter 51 und der Hülse 201 ergibt.
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Wie sich aus dem Obigen ergibt und aus 4 erkennbar ist, ist eine Relativverlagerung zwischen der Nabe 48 und der Teilwelle 209 im Sinne der oben beschriebenen Ausführungsform gemäß 1 und 2 nicht möglich. Ein schneller Walzenwechsel kann dennoch auf einfache Weise erfolgen, wie nachfolgend beschrieben:
Zunächst werden Gewindeschrauben 53, mit denen der Lagerring 39 an dem Gerüstgehäuse von außen zugänglich befestigt ist, gelöst. Nach weiterem Lösen der Spannmutter 23, Herausdrehen des Zugankers 16 aus der Teilwelle 10 und Zurückverlagern desselben, bis sein Ende 19 im Außenumfang der Teilwelle 209 verbleibt, können die Teilwellen nun unter Herausziehen der gesamten Nabe 48 aus dem Gerüstgehäuse auseinander verlagert werden, wodurch die Walze 2 wiederum von den Schultern 14, 15 freigegeben wird und der Gerüstgehäuseöffnung entnommen werden kann.
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Die Montage einer neuen bzw. nachgearbeiteten Walze erfolgt in umgekehrter Weise.
