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Die Erfindung bezieht sich auf ein Stauchwalzwerk zum seitlichen Stauchen eines Metallstrangs mit einem Paar mit ihren Mittelachsen senkrecht angeordneten, gegeneinander anstellbaren Stauchwalzen, die innerhalb eines Walzenständers gelagert sind und jeweils über Walzentreffer und Gelenkwellen an einen Drehantrieb angeschlossen sind.
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Derartige Stauchwalzwerke werden in erheblichem Umfang als Vertikalwalz- oder Stauchgerüste mit einem oder mehreren Querhäuptern oder Traversen ausgeführt, auf denen die Drehantriebe der Walzen gelagert sind.
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Aus der
EP 1 606 067 B1 ist ein Stauchwalzwerk für den Warmbetrieb bekannt, das ein Paar mit ihren Mittelachsen senkrecht angeordneten, gegeneinander anstellbaren Walzen umfasst, die mittels Gelenkwellen an zumindest einen Drehantrieb angeschlossen sind. Dieses Stauchwalzwerk zeichnet sich dadurch aus, dass der Drehantrieb für die beiden Walzen unterhalb der Hüttenflur-Ebene ortsfest angeordnet und mit jeweils einem ortsfesten Getriebe jeweils mit der Gelenkwelle antriebsmäßig verbunden ist. Ausgehend von einem Drehantrieb, der aus einem schweren elektrischen Motor besteht, wird die Antriebskraft mittels einer waagrecht angeordneten, durchgehenden und drehgelagerten Antriebswelle und beidseitig abgezweigten Kegelradgetriebestufen auf die beiden gegenüber der Senkrechten unter einem spitzen Winkel geneigten Gelenkwellen übertragen, die ihrerseits ihre Drehbewegung in Gelenkwellenkopf-Aufnehmern über Gelenkwellenköpfe auf die Stauchwalzen übertragen. Das bekannte Stauchwalzwerk hat den Nachteil, dass es wartungsintensiv ist.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Stauchwalzwerk der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass es einen modularen Aufbau aufweist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Walzentreffer zwischen waagrecht verlaufenden Holmen innerhalb des Walzenständers auf Fahrbahnen gelagert sind. Durch die Erfindung wird die für das Stauchwalzwerk erforderliche Bautiefe optimiert. Die Anordnung einer Kegelradstufe als zwischen einem Antriebsmotor und der Stauchwalze vorgesehenes Getriebe lässt einen ineinander verschachtelten Aufbau des Getriebes und der Gelenkwelle zu, die zwischen der Kegelradstufe und dem Walzentreffer angebracht ist.
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Das erfindungsgemäße Stauchwalzwerk umfasst einen Walzenständer mit zwei Querhäuptern, zwei oberen, zwei mittleren und zwei unteren Holmen, die jeweils zwischen den Querhäuptern gehalten werden. Die Querhäupter nehmen zumindest je eine Stauchwalzenanstelleinrichtung auf, die mechanische oder hydraulische Anstellmittel umfasst; sie kann jedoch auch sowohl mechanische als auch hydraulische Anstellmittel umfassen. Die Walzenanstelleinrichtung wirkt auf den Stauchwalzensatz und übt die Walzkraft aus.
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Ebenso nehmen die Querhäupter zumindest je einen Balancierzylinder auf, der eine Ausbalancierung, d. h. ein nahezu spielfreies Verspannen der Walzeinrichtung, ermöglicht und Verfahrbewegungen, z. B. für den Walzenwechsel, durchführt.
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Die Querhäupter sind durch die Holme verbunden, die die Kräfte aus dem Walzprozess in allen drei Raumrichtungen aufnehmen. Zudem sind Laufbahnen auf den Holmen angeordnet, die die Balanciertraversen, den Stauchwalzensatz und die Stauchwalzentrefferführungseinheit führen. Die Laufbahnen können für bestimmte Anwendungszwecke geneigt sein, insbesondere zur Mitte des Stauchwalzwerks nach unten. Ebenso können die Balancierzylinder und die Walzenanstelleinrichtung für eine optimale Kraft- und Bewegungsübertragung geneigt sein.
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Die Balanciertraversen sind mit den Balancierzylindern verbunden. Beispielsweise werden die Balanciertraversen auf den oberen Holmen geführt und formschlüssig mit dem Stauchwalzensatz verbunden. Beim Stauchwalzenwechsel verbleiben die Balanciertraversen im Stauchwalzwerk, so dass lediglich die Stauchwalzen ausgetauscht werden müssen.
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Der Stauchwalzensatz wird durch die Walzenanstellung an das Walzgut gedrückt und übt die Walzkraft aus. Die Stauchwalze ist mit einem nach unten gerichteten Walzenzapfen ausgestattet, der über Formschluss mit einem Walzentreffer in der Stauchwalzentrefferführungseinheit verbunden ist und so das Drehmoment vom Getriebe über den Treffer auf die Walze überträgt. Hierbei wird in vorteilhafter Weise der Formschluss durch einen walzenseitigen Flachzapfen mit einer entsprechenden Ausnehmung im Walzentreffer hergestellt, die vorzugsweise über Verschleißplatten geschützt ist.
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Der Stauchwalzensatz ist über Laufbahnen auf den oberen Holmen geführt. Die entsprechenden Führungen an den Stauchwalzen sind vorzugsweise drehbar und vermeiden dadurch Zwang auf den Lagern, in denen die Stauchwalzen gelagert sind.
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Die Stauchwalzentrefferführungseinheit wird auf Laufbahnen auf den unteren Holmen geführt und kann damit als einzelnes Modul in das Stauchwalzwerk eingebaut werden. Die entsprechenden Führungen an der Stauchwaizentrefferverschiebe- und -haltevorrichtung sind ebenfalls drehbar, so dass sie Zwang in den Lagern und an der Verbindung zwischen der Stauchwalze und der Vorrichtung vermeiden. Diese Vorrichtung verbleibt beim Wechsel der Stauchwalze im Stauchwalzwerk und folgt der Anstellbewegung der Stauchwalze durch den Formschluss zwischen ihr und der Stauchwalze. Die Verbindungsstelle zwischen der Stauchwalze und der Walzentrefferführungseinheit ist vorzugsweise mit einem Zentrierring ausgestattet, der es der Walzentrefferführungseinheit erlaubt, exakt der Bewegung der Stauchwalze zu folgen.
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Jede der Walzentrefferführungseinheiten ist über eine Gelenkwelle mit Längenausgleich jeweils mit einem Getriebe verbunden, das stationär unterhalb des Stauchwalzwerks angeordnet ist. Die Gelenkwellen selbst sind mit einer Werkzeugaufnahme in der Art eines Rings zu Montagezwecken, z. B. durch einen C-Haken, ausgestattet. Zusätzlich besitzen sie vorzugsweise eine den Längenausgleich sperrende Sperrvorrichtung, der ebenfalls Wartungs- und Montagezwecken dient.
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Das Getriebe ist vorzugsweise zweistufig mit einem Kegelradsatz und einem Stirnradsatz ausgeführt. Durch die Reihenfolge und bauliche Verschachtelung der Getriebestufen wird eine wesentliche Verringerung der erforderlichen Bautiefe erreicht.
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Jedes Getriebe ist über je eine Welle mit einem seitlich angeordneten Antriebsmotor verbunden. Diese Welle kann starr oder auch als Gelenkwelle ausgeführt sein. In diesem Fall besteht der Vorteil, dass sich auch die bauliche Lage des Antriebsmotors variabel den Verhältnissen vor Ort angepasst werden kann. Jede Stauchwalze und ihre Führungseinheit können über eine Medienkette an die für den Betrieb erforderlichen Medien und elektrischen Verbindungen angeschlossen sein. Über die Medienkette werden vorzugsweise Schmieröle, Hydrauliköl und elektrischer Strom zugeführt, der für die an dem Stauchwalzwerk angeschlossenen Messgeräte benötigt wird.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die Walzentreffer über Führungseinheiten, insbesondere Schwingen, die auf oder an den Holmen gelagert sind, transversal beweglich und pendelnd gelagert.
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Vorzugsweise sind die Schwingen jeweils innerhalb von Führungskästen oder von die Holme umgreifenden Sperren gleitend oder rollend auf den Holmen verschiebbar.
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Vorzugsweise sind die Schwingen über Gleitkufen auf Gleitleisten verschiebbar, die auf den Holmen angebracht sind und die eine Verschiebung des Walzentreffers in Richtung der Stauchwalzenanstellung erlauben. Ebenfalls sind die Walzentreffer über Einbaustücke mit Vorteil zwischen den Holmen gelagert.
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Durch den Einsatz von Rollenlagern und/oder Schrägrollenlagern wird sichergestellt, dass die Walzentreffer in den Einbaustücken drehbeweglich sind.
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Die gleiche Beweglichkeit, die die Stauchwalzen an ihren oberen Enden gegenüber den Holmen aufweisen wird im Bereich der Einbaustücke dadurch gewährleistet, dass die Führungsleisten verschiebbar gegenüber den Holmen gelagert sind.
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In konstruktiver Hinsicht erweist es sich zudem als vorteilhaft, wenn die Walzentreffer über ein Verbindungsmittel, insbesondere über eine Hirthverzahnung oder eine Passfeder, mit den Gelenkwellen verbunden sind. Hierbei lässt sich vorsehen, dass die Walzentreffer die Stauchwalzen formschlüssig, insbesondere über als Flachzapfen ausgebildete Walzenzapfen, aufnehmen.
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Vorzugsweise sind die unteren Walzenzapfen der Stauchwalzen über einen Zentrierring in den Walzentreffern positioniert.
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Um die Folgen von unvermeidbarem Verschleiß möglichst gering zu halten, nehmen die Walzentreffer die unteren Walzenzapfen über austauschbare Verschleißplatten auf.
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Einen wirksamen Schutz gegen das Eindringen von Verschmutzungen in die Lagerung der Stauchwalze in der Walzenführungseinheit, d. h. im Bereich des unteren Walzenzapfens, leisten Schutzvorrichtungen, insbesondere ein Schutzkragen oder eine Labyrinthanordnung.
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Das Stauchwalzwerk umfasst einen Walzenständer mit zwei Querhäuptern und mit wenigstens zwei Paaren von zwischen diesen angeordneten Holmen, zwischen denen sich die Stauchwalzen entsprechend der Breite des zu stauchenden Metallstrangs hin- und herbewegen lassen.
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Hierbei nehmen die Querhäupter jeweils Walzenanstelleinrichtungen auf, die jeweils auf eine der beiden Stauchwalzen wirken. Zusätzlich weisen die Querhäupter zumindest je einen Balancierzylinder zum Vorspannen der Walzeinrichtung und zur Durchführung von Verfahrbewegungen beim Walzenwechsel auf.
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Die Drehbewegung der Stauchwalzen lässt entweder unmittelbar von den über eine Synchronwelle mit einem einzigen Antriebsmotor verbundenen Übersetzungsgetrieben oder von über jeweils einen eigenen Antriebsmotor angetriebenen Übersetzungsgetrieben auf die Gelenkwellen übertragen. In einer weiteren Alternative sind die beiden Gelenkwellen über ein gemeinsames Übersetzungsgetriebe und eine sich an dieses anschließende Synchronwelle mit dem Antriebsmotor verbunden.
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Durch die Auflösung des Stauchwalzwerks in eine Vielzahl von einzelnen Modulen ergeben sich gegenüber dem Stand der Technik eine verbesserte Wartung und Handhabung und eine geringere Fehleranfälligkeit. Konstruktive Änderungen lassen sich leicht durchführen. Erfindungswesentlich ist insbesondere die Modulbauweise der Stauchwalzenbalancierung, der Stauchwalzen, der Walzentrefferführungseinheit und des Hauptantriebsgetriebes.
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Zusammengefasst bestehen die Vorteile der Erfindung darin, dass sich das Stauchwalzwerk einfacher warten und leichter handhaben lässt als ein herkömmliches Stauchwalzwerk.
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Gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Konzepten ist das erfindungsgemäße Stauchwalzwerk weniger störanfällig, und es hat kleinere Einzelmodule, die geringere Gewichte und eine geringere Bautiefe aufweisen.
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Die zwischen den Gelenkwellen und den Stauchwalzen angeordneten Getriebe weisen jeweils ein abtriebsseitiges Kegelrad auf, das oberhalb des antriebsseitigen Stirnrads auf einer Zwischenwelle angeordnet ist. Ein Gelenkwellenflansch ist seitlich neben dem Kegelrad am Ende der Abtriebswelle angebracht.
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Auf die Enden der Abtriebswellen sind Treffer der Gelenkwellen aufgebracht, die mit den Gelenkwellenflanschen über ein Verbindungsmittel, insbesondere eine Verzahnung oder eine Passfeder, verbunden sind. Die Treffer der Gelenkwellen sind auf den Enden der Abtriebswellen aufgeschrumpft.
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Die Getriebe werden entweder von zwei eigenen Antriebsmotoren oder von einem einzigen gemeinsamen Antriebsmotor angetrieben, wobei die Getriebe über eine Kombination von Übersetzungs- und Kammwalzgetrieben sowie Synchronwellen verbunden sind.
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Nachstehend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine Seitenansicht, teilweise geschnitten, eines Stauchwalzwerks und
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2 einen Querschnitt des Stauchwalzwerks im Bereich einer Walzentrefferführungseinheit einer der Stauchwalzen entlang einer Schnittlinie II-II aus 1, in vergrößerter Darstellung.
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Ein Stauchwalzwerk (1) umfasst einen Walzenständer oder Rahmen 1 mit Querhäuptern 2, 3 und Paaren von oberen, mittleren und unteren Holmen 4, 5 und 6. Zwischen dem Paar der oberen Holmen 4 sind jeweils die oberen Lagergehäuse 7, 8 von Stauchwalzen 9, 10 angeordnet. Balanciertraversen 11, 12 sorgen dafür, dass sich die Stauchwalzen 9, 10 zwischen den Holmen 4, 5 und 6 entsprechend der Dicke des zu stauchenden Metallstrangs hin- und herverschieben lassen. Die unteren Lagergehäuse 13, 14 der Stauchwalzen 9, 10 sind im Bereich zwischen den beiden mittleren Holmen 5 angeordnet.
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Auf der Oberseite der oberen Holme 4 sowie der mittleren Holme 5 oder der unteren Holme 6 sind geneigte Fahrbahnen 15, 16 angebracht, über die in an sich bekannter Weise die Balanciertraversen durch Anstelleinrichtungen 17, 18, 19 und 20 verfahren werden, welche seitlich gegen die Balanciertraversen 11, 12 drücken und mit diesen die Lagergehäuse 13 bzw. 14 sowie die in ihnen gelagerten Stauchwalzen 9, 10 und die Stauchwalzen 9, 10 gegen den zu walzenden Metallstrang anstellen. Zur Einstellung einer genauen Lage der Stauchwalzen 9, 10 und zur Vermeidung von Losen sind zwischen den Anstellantrieben zusätzlich Balancierzylinder 21, 22 angeordnet, die mit ihren Kolbenstangen 23, 24 an den Balanciertraversen 11, 12 angreifen und Positionierungenauigkeiten der Anstelleinrichtungen 17 bis 20 ausgleichen.
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Die Stauchwalzen 9, 10 sind jeweils mit Walzenzapfen 25, 26 und Walzentreffern 27, 28 ausgestattet, über die sie mit Gelenkwellen 29, 30 zusammenwirken, die beispielsweise über Passfedern mit den Walzentreffern 27, 28 verbunden sind und ihr Antriebsmoment auf die Stauchwalzen 9, 10 übertragen. Die Gelenkwellen 29, 30 sind jeweils mit Längenausgleichsmitteln ausgestattet, ebenso sind sie über die Gelenke winkelverstellbar, so dass sie den Positionen folgen können, die die Stauchwalzen 9, 10 entsprechend der Breite des zu stauchenden Metallstrangs einnehmen. Zusätzlich können an den Gelenkwellen 29, 30 Vorrichtungen vorhanden sein, die den Längenausgleich bei Bedarf sperren. Für Montagezwecke kann ein Ring an den Gelenkwellen 29, 30 angebracht sein.
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Die Gelenkwellen 29, 30 werden durch zweistufige Getriebe 31, 32 angetrieben. Diese werden ihrerseits über starre oder über Gelenkwellen 33, 34 angetrieben. Antriebsmotoren 35, 36 treiben auf die Wellen 33, 34, wobei zwischen den Antriebsmotoren 35, 36 und den Wellen 33, 34 (nicht dargestellte) Übersetzungsgetriebe zwischengeschaltet sein können.
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Die Getriebe 31, 32 umfassen, wie anhand des Getriebes 32 näher dargestellt ist, jeweils ein antriebsseitiges Kegelrad 56, ein abtriebsseitiges Kegelrad 57, ein antriebsseitiges Stirnrad 58, ein abtriebsseitiges Stirnrad 59, einen Gelenkwellenflansch 60, eine Abtriebswelle 61, eine Zwischenwelle 62 und eine Antriebswelle 63. Das Kegelrad 57 ist oberhalb des Stirnrads 58 auf der Zwischenwelle 62 angeordnet. Treffer 64, 65 stellen die Antriebsverbindung zwischen den Enden der Abtriebswellen 29, 30 mit den Gelenkwellen 29, 30 her. Die Treffer 64, 65 sind mit den Gelenkwellenflanschen 60 jeweils über ein Verbindungsmittel, insbesondere eine Hirthverzahnung oder eine Passfeder, verbunden. Anstelle des Einsatzes von zwei Antriebsmotoren 35, 36 kann auch ein einziger Antriebsmotor vorgesehen werden, wenn dessen Antriebsmoment über eine entsprechende Kombination von Übersetzungs- und/oder Kammwalzgetrieben sowie Synchronwellen auf die beiden Gelenkwellen 29, 30 übertragen wird. Die Treffer 64, 65 lassen sich auf die Enden der jeweiligen Abtriebswelle 61 aufschrumpfen, um die Flanschverbindung zu den Gelenkwellenflanschen 60 herzustellen.
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Anstelle des Einsatzes zweier Antriebsmotoren 35, 36 lässt sich der Antrieb beider Gelenkwellen 29, 30 auch durch einen einzigen Antriebsmotor realisieren, wenn entsprechende Übersetzungsgetriebe, insbesondere Kammwalzengetriebe, und eine Synchronwelle vorgesehen werden.
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Der Walzenzapfen 25 (2) der Stauchwalze 9 ist über eine Verschleißplatte 37 in dem Walzentreffer 27 gelagert. Die Verschleißplatte 37 ist über Schrauben mit dem Walzentreffer 27 verbunden und lässt sich bei Abnutzung austauschen. Zusätzlich wird der Walzenzapfen 25 über einen Zentrierring 38 in dem Walzentreffer 27 gesichert.
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Zusammen mit dem Walzenzapfen 25 ist der Walzentreffer 27 über Rollenlager 39 und Schrägrollenlager 40 drehbar in einem Einbaustück 41 gelagert. Der Walzentreffer 27 ist nach unten über einen Laufbahnring 42 gegenüber dem Einbaustück 41 abgedichtet. Führungsleisten 43, 44 ermöglichen die Verschiebung des Einbaustücks 41 innerhalb der nebeneinanderliegenden Holme 6, 6a; dabei sind die Führungsleisten 43 an den Holmen 6, 6a befestigt, während die Führungsleiste 44 auf der Außenseite umlaufend an dem Einbaustück 41 angebracht ist. Hierbei umfasst die Fahrbahn 16 auf ihrer Oberseite einen Führungskasten 45, in dem sich zwischen Leisten 46, 47 eine Schwinge 48 auf Gleitkufen 49, 49a bewegen lässt. Die Schwinge 48 umfasst einen Grundkörper 50 und eine Achse 51, über die die Schwinge 48 fest mit dem Einbaustück 41 verbunden ist.
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Zum Schutz gegen das Eindringen von Verschmutzungen sind auf der Oberseite des Walzentreffers 27 am Übergang zu dem Einbaustück 41 ein Dichtring 52 und ein weiterer Laufbahnring 53 sowie ein Schutzkragen 54 vorhanden. Ein weiterer Schutzkragen 55 ist am Walzenzapfen 25 vorgesehen. Auch auf der Unterseite des Walzentreffers 27 ist ein Dichtring 52a vorgesehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rahmen
- 2
- Querhaupt
- 3
- Querhaupt
- 4
- Holm
- 5
- Holm
- 6
- Holm
- 7
- Lagergehäuse
- 8
- Lagergehäuse
- 9
- Stauchwalze
- 10
- Stauchwalze
- 11
- Balanciertraverse
- 12
- Balanciertraverse
- 13
- Lagergehäuse
- 14
- Lagergehäuse
- 15
- Fahrbahn
- 16
- Fahrbahn
- 17
- Anstelleinrichtung
- 18
- Anstelleinrichtung
- 19
- Anstelleinrichtung
- 20
- Anstelleinrichtung
- 21
- Balancierzylinder
- 22
- Balancierzylinder
- 23
- Kolbenstange
- 24
- Kolbenstange
- 25
- Walzenzapfen
- 26
- Walzenzapfen
- 27
- Walzentreffer
- 28
- Walzentreffer
- 29
- Gelenkwelle
- 30
- Gelenkwelle
- 31
- Getriebe
- 32
- Getriebe
- 33
- Welle
- 34
- Welle
- 35
- Antriebsmotor
- 36
- Antriebsmotor
- 37
- Verschleißplatte
- 38
- Zentrierring
- 39
- Rollenlager
- 40
- Schrägrollenlager
- 41
- Einbaustück
- 42
- Laufbahnring
- 43
- Führungsleiste
- 44
- Führungsleiste
- 45
- Führungskasten
- 46
- Leiste
- 47
- Leiste
- 48
- Schwinge
- 49
- Gleitkufe
- 49a
- Gleitkufe
- 50
- Grundkörper
- 51
- Achse
- 52
- Dichtring
- 52a
- Dichtring
- 53
- Laufbahnring
- 54
- Schutzkragen
- 55
- Schutzkragen
- 56
- antriebsseitiges Kegelrad
- 57
- abtriebsseitiges Kegelrad
- 58
- antriebsseitiges Stirnrad
- 59
- abtriebsseitiges Stirnrad
- 60
- Gelenkwellenflansch
- 61
- Antriebswelle
- 62
- Zwischenwelle
- 63
- Antriebswelle
- 64
- Treffer der Gelenkwelle 29
- 65
- Treffer der Gelenkwelle 30
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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