DE102005048781B3

DE102005048781B3 - Verfahren zur Instandsetzung von Wälzlageraufnahmen von Walzen in Baustücken von Walzwerken

Info

Publication number: DE102005048781B3
Application number: DE200510048781
Authority: DE
Inventors: Thomas Gerd Pohl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-10-12
Filing date: 2005-10-12
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2025-10-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Reparaturverfahren zur sanften Instandsetzung von Aufnahmebohrungen für Wälzlager an Walzen- und Rollenbaustücken. Dieses neue Verfahren ist eine preiswerte Alternative zum Auftragsschweißen von verschlissenen Aufnahmebohrungen. Das aufzuarbeitende Baustück wird gereinigt, eine Hülse mit annähernden Ausmaßen des Originallagers wird fixiert und durch eine Injektionsöffnung wird eine Spezialmasse in den Spalt injiziert. Vor der endgültigen Aushärtung der Spezialmasse wird der Originaldurchmesser durch mechanische Bearbeitung hergestellt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Instandsetzung von Wälzlageraufnahmen von Walzen in Baustücken von Walzwerken, wo sich durch hohe Flächenpressung der harte Außenring eines Wälzlagers in die Aufnahmebohrung für das Wälzlager im Baustück eingearbeitet hat und Verschleiß hinterlässt.
In Walzwerken kommt es durch die Walzkraft, insbesondere durch die Anstichkraft des Walzgutes im Walzenspalt zu starken Belastungen der Walzen, der Wälzlager und deren Baustücke. Funktionsbedingt werden Wälzlager auf Walzenzapfen aufgeschrumpft, so dass hier ein fester Verbund besteht der keinem Verschleiß unterliegt. Wälzlageraußenringe müssen, um bei Temperaturanstieg des Zapfens sowie des Lagers sich radial ausdehnen zu können, genügend Spiel zur Aufnahmebohrung im Baustück aufweisen. Weiterhin muss genügend Spiel zwischen Außenring und Aufnahmebohrung für das Loslager vorhanden sein, um Längenausdehnung der Walze kompensieren zu können. Durch den konstruktiv erforderlichen Luftspalt wird die Auflagefläche des Lageraußenringes im Baustück, bedingt letztendlich durch eine hohe Flächenpressung, insbesondere beim Anstich des Walzgutes, extrem stark beansprucht und verschleißt mit der Zeit.
Aufgrund dieser Belastung werden die Bohrungen in den Baustücken stetig vermessen und bei Übermaß, d.h. bei einem zu großen Verschleiß, müssen die Bohrungen aufgearbeitet (repariert) werden. Dies erfolgt bislang durch Ausdrehen der verschlissenen Bohrung mit anschließendem Auftragsschweißen und abschließendem Nachdrehen auf Originalmaß.

Die DE 4402958 C2 beschreibt ein ähnliches Verfahren mit dem grundsätzlichen Unterschied, dass der Verschleiß an geraden Flächen für die Auflage von geraden Schleißplatten und nicht wie hier an kreisrunden Bauteilen repariert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Instandsetzungsarbeiten bei Verschleiß der Bohrungen in Walzenbaustücken zu vereinfachen. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Instandhaltungsarbeit bei Verschleiß an Bohrungen ähnlicher Bauteile wie z.B. Verschleiß von Bohrungen in/an Getriebegehäusen und walzenähnlichen Bauteilen wie Lagerkörper von Rollen zu vereinfachen.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 4 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst,

– dass die verschlissene Bohrung durch Sandstrahlen, oder andere geeignete Mittel gereinigt und aufgeraut wird,
– dass die verschlissene Bohrung nach Bedarf und Möglichkeit mechanisch durch Drehen, Fräsen oder Schleifen mit Bohrwerken, Drehmaschinen oder Handschleifmaschinen so weit aufgeweitet wird, dass mindestens ein Übermaß von 4 mm zum dazugehörigen Außendurchmesser des Wälzlagers gegeben ist,
– dass eine Schablone auf dem Außendurchmesser mit einem Trennmittel versehen wird,
– dass die Schablone mit gleichem Außendurchmesser oder mit Außendurchmesseruntermaß zum dazugehörigen Wälzlager mittels eines an die Schablone angedrehten Flansches oder anderer Hilfsmittel exakt in der Mittelachse des dazugehörigen Wälzlagers so in das zu reparierende Baustück fixiert und befestigt wird, dass die Mittelachse der kreisrunden Schablone der Mittelachse des dazugehörigen Wälzlagers entspricht,
– dass durch eine im unteren Bereich der Schablone befindliche Injektionsöffnung mit Überdruck eine gut fließfähige Spezialmasse, die, nachdem sie ausgehärtet ist eine extrem hohe Festigkeit aufweist, in den Ringspalt zwischen Schablone und Bohrung eingepresst wird,
– dass nach einer Vorhärtezeit die Schablone aus dem Baustück demontiert wird und ggf. bevor die Spezialmasse endgültig ausgehärtet ist, und nicht mehr mechanisch bearbeitbar ist, mittels Bohrwerk oder Drehmaschine der endgültige Bohrungsdurchmesser mechanisch hergestellt wird, oder aber dass nach dem demontieren der Schablone bereits der gewünschte Bohrungsdurchmesser ohne weitere mechanische Bearbeitung gegeben ist.

Die Spezialmasse wird durch Einlassbohrungen, die durch Schrauben, Stopfen oder ähnliche Verschlussorgane zeitweilig verschlossen sind, mit Überdruck an unterster Stelle des Ringspaltes in den Ringspalt injiziert. Die Luft, die durch die Spezialmasse im Ringspalt verdrängt wird, kann widerstandslos aus Austrittsbohrungen an oberster Stelle des Ringspaltes so entweichen, so dass die gut fließende Spezialmasse den kompletten Ringspalt zwischen Schablone und Bohrung des Baustückes füllt.

Die Schablone kann zylindrisch aber auch zur besseren Demontage konisch oder stufig gefertigt sein.

Dieses Verfahren ersetzt in vielen Bereichen die aufwändige Aufarbeitung durch mechanische Bearbeitung für das Auftragsschweißen, dem Auftragsschweißen bzw. Aufspritzen sowie dem endgültigem Fertigbearbeiten. Es bildet eine sanfte Alternative zu herkömmlichen Reparaturmöglichkeiten, da dem Material keine Wärme durch Schweißen, Aufspritzen oder anderen Verfahren zugeführt wird.

Weiterhin ist dieses Verfahren vorteilhaft an ortsgebundenen Reparaturstellen, wo sich ein Auftragsschweißen bzw. Aufspritzen und die nachfolgend erforderliche mechanische Bearbeitung extrem schwierig und zeitintensiv gestalten würde. Hier würde mit einer entsprechenden Handschleifmaschine oder ähnlichen Maschinen die verschlissene Bohrung so weit mechanisch bearbeitet werden, dass für die Spezialmasse ein genügender Ringspalt zwischen Schablone und zu reparierender Bohrung vorhanden ist. Vorteilhaft für die Verankerung der Spezialmasse ist es, dass die, durch z.B. mit einer Handschleifmaschine bearbeiteten Fläche, ungleichmäßig rund und rau ist. Weiterhin ist dieses Verfahren in abgewandelter Form vorteilhaft anzuwenden an Bauteilen mit verschlissener oder zu groß gefertigter Bohrung oder aber auch um Schwingungen abzubauen, wenn als Ersatz für die Schablone eine Hülse mit einem Innendurchmesser passend zum konstruktiv erforderlichen Durchmesser des Außenringes des dazugehörigen Wälzlagers benutzt wird und als Reparaturelement im Baustück verbleibt. Bei einem Ringspalt zwischen Wälzlager und Bohrung von z.B. 10 mm wird eine Hülse als Ersatz für eine Schablone mit einem den Beanspruchungen entsprechend optimal gewähltem

Werkstoff mit einer Wandung von z.B. 5 mm so gefertigt, dass der Innendurchmesser der Hülse das erforderliche Zeichnungsmaß für den dazugehörigen Wälzlageraußendurchmesser aufweist. Die Bohrungsfläche sowie die Außenfläche der Hülse weisen Kreuz- Quer- und Längsrillen auf. Die Hülse wird exakt fixiert und befestigt. Der Außenbereich der Hülse kann durchgehend zylindrisch aber auch im Durchmesser abgestuft sein. Der verbliebene Ringspalt zwischen Hülse und Bohrung wird wie oben beschrieben mit der Spezialmasse gefüllt. Bei dieser Anwendung kann eine Spezialmasse für extreme Belastung aber auch eine Spezialmasse mit elastischen Eigenschaften in den Ringspalt injiziert werden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, in der eine bevorzugte Ausführungsform schematisch dargestellt ist. In der Zeichnung zeigen:
1 ein Schnitt eines Baustückes mit Schablone,
2 ein Schnitt eines Baustückes mit zylindrischer Hülse und
3 ein Schnitt eines Baustückes mit abgestufter Hülse.
1 macht deutlich, wie ein Baustück 1 zur Aufnahme eines Wälzlagers einer Walze mit positionierter Schablone 3 mit Injektionsöffnungen 4 und die bereits eingebrachte Spezialmasse 2 mit Ringspalt a und dem Lageraufnahmedurchmesser b zur Reparatur vorbereitet wurde. Nach einer Vorhärtezeit der Spezialmasse 2 wird die Schablone 3 ausgebaut und der Durchmesser b entweder überdreht oder unbehandelt gelassen und die Spezialmasse härtet endgültig aus. In der rechten Seite von 1 sind Stege angedeutet, die eine zusätzliche Stabilisierung für die ausgehärtete Spezialmasse ergeben. Die Stege 8 haben unten Injektionsöffnungen 4 und oben Überlauföffnungen 9.
2 macht deutlich, wie ein Baustück 1 zur Aufnahme eines Wälzlagers einer Walze mit einer dauerhaft vergossenen zylindrischen Hülse 5 mit Injektionsöffnungen 4 und der bereits eingebrachten Spezialmasse 2 mit Ringspalt c und dem Hülseninnendurchmesser d, der dem Lageraußendurchmesser mit etwas Übermaß entspricht, repariert wurde.
3 macht deutlich, wie ein Baustück 1 zur Aufnahme eines Wälzlagers einer Walze mit einer dauerhaft vergossenen stufig gedrehten Hülse 6 mit Injektionsöffnungen 4 und der bereits eingebrachten Spezialmasse 2 mit Ringspalt e und dem Hülseninnendurchmesser f, der dem Lageraußendurchmesser mit etwas Übermaß entspricht, repariert wurde.
Anhand von 1 wird die erfindungsgemäße Instandsetzung erläutert. Der ursprüngliche Durchmesser b ist verschlissen und lag außerhalb einer erlaubten Toleranz. Die Schablone 3, die mit einem Trennmittel bestrichen ist, ist mittels Schrauben 7 zentrisch fixiert fest an das Baustück 1 verschraubt. Durch unten liegende Injektionsöffnungen 4 wird die Spezialmasse 2 in den Ringspalt zwischen Baustück 1 und Schablone 3 mit Überdruck so lange eingepresst, bis die Spezialmasse 2 oben rundherum aus dem Spalt zwischen Baustück 1 und Schablone 3 heraustritt. Nach einer Härtezeit, die so gewählt ist, dass die Spezialmasse 2 noch nicht seine Endhärte erreicht hat, werden die Schrauben 7 gelöst und die Schablone 3 axial herausgezogen. Die Spezialmasse 2 kann jetzt, bevor die Endhärte erreicht ist, mechanisch auf den Wunschdurchmesser bearbeitet werden. Im Bedarfsfall werden vor dem Vergießen Stege 8 in das Baustück 1 durch Auftragsschweißung und mechanische Nachbehandlung eingebracht, die bei späterer Belastung durch das Wälzlager im Randbereich verhindern, dass die ausgehärtete Spezialmasse 2 seitlich wegplatzen kann. Die Spezialmasse ist dann in Form einer Tasche seitlich fixiert. Bei Verwendung der Stege 8 haben diese im unteren Bereich Injektionsöffnungen 4 sowie Überlauföffnungen 9.
Anhand von 2 wird eine weitere erfindungsgemäße Instandsetzung erläutert. Der ursprüngliche Durchmesser ist verschlissen oder zu groß gefertigt. Die verschlissene oder zu groß gefertigte Bohrung wurde mechanisch z.B. auf Solldurchmesser d + 30 mm größer bearbeitet. Die Hülse 5, die innen den Solldurchmesser d oder aber einen kleineren Durchmesser als den Solldurchmesser d und außen eine extrem raue Oberfläche aufweist, wird mittels Schrauben 7 in der Mittelachse fixiert und befestigt. Durch unten liegende Injektionsöffnungen 4 wird die Spezialmasse 2 in den Ringspalt zwischen Hülse 5 und Baustück 1 mit Überdruck so lange eingepresst, bis die Spezialmasse 2 oben rundherum aus dem Ringspalt zwischen Baustück 1 und Hülse 5 heraustritt. Nach einer Aushärtezeit bis zur Endhärte der Spezialmasse 2 kann, falls erforderlich, der Solldurchmesser d mechanisch mittels Dreh- bzw. Bohrwerken hergestellt werden. Falls erforderlich, kann auch der vorstehende Flansch von Hülse 5 mechanisch mittels Dreh- bzw. Bohrwerk entfernt werden. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Instandsetzung wie 2, lediglich ist die Stufenhülse 6 außen mit Durchmessersprüngen stufig gefertigt.

1: Baustück
2: Spezialmasse
3: Schablone
4: Injektionsöffnungen
5: Hülse
6: Stufenhülse
7: Befestigungsschrauben
8: Steg
9: Überlauföffnung
a: Ringspalt 1
b: Solldurchmesser 1
c: Ringspalt 1
d: Solldurchmesser 2
e: Ringspalt 3
f: Solldurchmesser 3

Claims

Verfahren zur Instandsetzung von Wälzlageraufnahmen von Walzen in Baustücken (1) von Walzwerken oder dergleichen, deren Lageraufnahmebohrungen durch hohe Flächenpressungen, Korrosion und Erosion in Durchmesser und Oberfläche verschlissen sind, mit folgenden zeitlich aufeinander folgenden Verfahrensschritten: – die verschlissene Bohrung im Baustück (1) wird durch mechanische Bearbeitung auf ein Übermaß von mindestens 4 mm gegenüber dem Solldurchmesser (b) aufgeweitet, die Oberfläche aufgeraut und gereinigt, – Anordnen und Fixieren einer Schablone (3) in der Bohrung nach Art einer Hülse und im Sinne einer Verschalung in exakter Ausrichtung zur Konstruktionsmittelachse, wobei der Außendurchmesser der Schablone (3) dem Solldurchmesser (b) der Bohrung entspricht und ein Ringspalt (a) zwischen Baustück (1) und Schablone (3) gebildet wird, – Einpressen einer aushärtbaren Spezialmasse in den Ringspalt (a) über Injektionsbohrungen (4), – Aushärten der Spezialmasse im Ringspalt (a) – Demontage der Schablone (3) und – ggf. Fertigbearbeiten der neuen Oberfläche der Bohrung auf Solldurchmesser (b).
Verfahren zur Instandsetzung von Wälzlageraufnahmen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Schablone (3) vor dem Anordnen und Fixieren in der Bohrung zur problemlosen Demontage mit einem Trennmittel bestrichen oder beklebt wird.
Verfahren zur Instandsetzung von Wälzlageraufnahmen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schablone (3) mittels Schraubverbindung, Klemmverbindung oder mittels Schweißpunkten in der Bohrung fixiert wird.
Verfahren zur Instandsetzung von Wälzlageraufnahmen von Walzen in Baustücken (1) von Walzwerken oder dergleichen, deren Lageraufnahmebohrungen durch hohe Flächenpressungen, Korrosion und Erosion in Durchmesser und Oberfläche verschlissen, sind mit folgenden zeitlich aufeinander folgenden Verfahrensschritten: – die verschlissene Bohrung im Baustück (1) wird durch mechanische Bearbeitung auf ein Übermaß von mindestens 4 mm gegenüber dem Solldurchmesser (d, f) aufgeweitet, die Oberfläche aufgeraut und gereinigt, – Anordnen und Fixieren einer zylindrischen Hülse (5) im Sinne einer Verschalung in exakter Ausrichtung zur Konstruktionsmittelachse, wobei der Außendurchmesser der Hülse (5) kleiner als der aufgeweitete Solldurchmesser (d, f) ist und der Innendurchmesser der Hülse (5) dem Solldurchmesser (d, f) der Bohrung entspricht und somit ein Ringspalt (c, e) zwischen Baustück (1) und Hülse (5) gebildet wird, – Einpressen einer aushärtbaren Spezialmasse in den Ringspalt (c, e) über Injektionsöffnungen (4).
Verfahren zur Instandsetzung von Wälzlageraufnahmen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass anstatt einer zylindrischen Hülse (5) eine stufenförmig abgesetzte Hülse (6), die in eine entsprechend vorbereitete und aufgeweitete Bohrung angeordnet und fixiert wird, verwendet wird.