DE102010064102B4

DE102010064102B4 - Lageranordnung und Walzeinheit für eine Walzwerkswalze

Info

Publication number: DE102010064102B4
Application number: DE102010064102.2A
Authority: DE
Inventors: Karl Keller
Original assignee: SMS Siemag AG
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 2010-12-23
Filing date: 2010-12-23
Publication date: 2014-09-25
Anticipated expiration: 2030-12-24
Also published as: DE102010064102A1; EP2654980A1; US20130324384A1; US8690743B2; WO2012084791A1

Abstract

Lageranordnung (100) für eine Walzwerkswalze (200) mit einem Walzenzapfen (210), wobei die Lageranordnung aufweist: ein Lagergehäuse (110); eine in dem Lagergehäuse fest eingebaute Lagerbuchse (120); eine in der Lagerbuchse drehbar gelagerte Zapfenbuchse (130); eine Lagereinrichtung (140) für den Walzenzapfen; einen zwischen der Zapfenbuchse (130) und der Lagereinrichtung (140) angeordneten Druckschulterring (135); mindestens eine Passfeder (150) zum drehfesten Verbinden der Zapfenbuchse (130) mit dem Walzenzapfen (210) der Walzwerkswalze; und eine auf den Walzenzapfen aufschraubbare Mutter (160) zum Sichern der Lageranordnung gegen axiales Verschieben; dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Passfeder (150) ausgebildet ist, auch den Druckschulterring (135) drehfest mit der Zapfenbuchse (130) und dem Walzenzapfen (210) zu verbinden; und dass mindestens eine Kupplungseinrichtung (170) vorgesehen ist zum Ankoppeln der Zapfenbuchse (130) ohne oder mit nur geringer Verspannung an den Druckschulterring (135) und zum Abziehen der Zapfenbuchse zusammen mit dem Druckschulterring, wenn der Druckschulterring in axialer Richtung von dem Walzenzapfen abgezogen wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung für eine Walzwerkswalze nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Walzeneinheit.
Lageranordnungen für eine Walzwerkswalze sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Sie umfassen typischerweise ein Lagergehäuse, eine in dem Lagergehäuse fest eingebaute Lagerbuchse, eine in der Lagerbuchse drehbar gelagerte Zapfenbuchse, eine Lagereinrichtung für den Walzenzapfen der Walzwerkswalze und einen zwischen der Zapfenbuchse und der Lagereinrichtung angeordneten Druckschulterring. Zumindest die Zapfenbuchse ist über eine Passfeder typischerweise verdrehsicher mit dem Walzenzapfen verbunden. Schließlich umfasst die typische Lageranordnung eine auf einen Absatz des Walzenzapfens aufschraubbare Mutter zum Sichern der Lageranordnung gegen axiales Verschieben.
Eine derartige Lageranordnung ist z. B. aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 26 12 744 , der US 4,372,626 oder der EP 1 871 549 A1 bekannt. Bei der dortigen Anordnung ist entweder nur die Zapfenbuchse oder nur der Druckschulterring mit Hilfe einer Passfeder verdrehsicher mit dem Walzenzapfen verbunden. Eine Verdreh-Sicherung von entweder dem Druckschulterring oder der Zapfenbuchse, wenn diese nicht über die Passfeder mit dem Walzenzapfen verbunden sind, erfolgt gemäß der dortigen Offenbarung durch eine Schraubverbindung zwischen dem Druckschulterring und der Zapfenbuchse. Die Schraube zur Realisierung der Schraubverbindung muss in diesem Fall mit einem derart grollen Drehmoment angezogen sein, dass zwischen dem Druckschulterring und der Stirnseite der Zapfenbuchse ein Reibschluss und eine derart große Verspannungen zwischen dem Druckschulterring und der Zapfenbuchse entsteht, dass zwischen der Zapfenbuchse und dem Druckschulterring keine Relativbewegung möglich ist.
Nachteiliger Weise wird die Schraube bzw. werden die Schrauben bei dieser Anordnung sehr stark belastet, sobald der Verband aus Zapfenbuchse mit angeschraubtem Druckschulterring sich bei einer Umdrehung der Walze axial unter der radialen Lagerbelastung vom Kegel wegbewegt. Diese axiale Belastung beansprucht die Schraube auf Biegung, weil sich die Zapfenbuchse nicht nur axial bewegt, sondern auch gleichzeitig radial einschnürt.
Um diese Belastungen der Schraubverbindung zu vermeiden, sehen die aus der WO 2007/134655 A2 und der DE 10 2009 037 274 A1 bekannten Lageranordnungen eine Passfeder vor, welche sowohl die Zapfenbuchse wie auch den Druckschulterring gleichzeitig verdrehsicher mit dem Walzenzapfen verbindet. Eine Schraubverbindung zwischen dem Druckschulterring und der Zapfenbuchse ist bei diesen Anordnungen zumindest zum Verhindern einer Relativbewegung bzw. Verdrehung zwischen Druckschulterring und Walzenzapfen aufgrund der vorgesehenen Passfederanordnung nicht mehr erforderlich. Bei der DE 10 2009 037 274 A1 ist die Passfeder einstückig mit dem Druckschulterring ausgebildet.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine bekannte Lageranordnung und Walzeneinheit für eine Walzwerkswalze dahingehend weiterzubilden, dass das Abmontieren der Zapfenbuchse von dem Walzenzapfen der Walzwerkswalze vereinfacht wird.
Diese Aufgabe wird bezüglich der Lageranordnung durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Dieser ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Kupplungseinrichtung vorgesehen ist zum Ankoppeln der Zapfenbuchse ohne oder mit nur geringer Verspannung an den Druckschulterring, zwischen der Zapfenbuchse und dem Druckschulterring.
Die bei der erfindungsgemäßen Lageranordnung vorgesehene mindestens eine Passfeder gewährleistet eine verdrehsichere Verbindung von sowohl der Zapfenbuchse wie auch des Druckschulterringes mit dem Walzenzapfen der Walzwerkswalze. Deshalb ist die Kupplungseinrichtung zwischen der Zapfenbuchse und dem Druckschulterring während des Betriebes der Walzwerkswalze nicht mehr mechanisch belastet; insbesondere muss sie nicht eine Relativbewegung zwischen der Zapfenbuchse und dem Druckschulterring verhindern. Sie wird deshalb erfindungsgemäß so ausgebildet, dass zwischen der Zapfenbuchse und Druckschulterring entweder keine oder nur eine geringe Verspannung entsteht. Insbesondere ist die Kupplungseinrichtung selbst während des Walzbetriebs nicht mechanisch belastet.
Die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung als Verbindung zwischen der Zapfenbuchse und dem Druckschulterring dient vorteilhafter Weise als Mitnehmer zum Abziehen der Zapfenbuchse mit Hilfe des Druckschulterringes, wenn der Druckschalterring bei seiner Demontage von dem Walzenzapfen als Koben wirkt und mit einem Druckmedium beaufschlagt wird. Dann kann die Zapfenbuchse zusammen mit dem Druckschulterring in axialer Richtung von dem Walzenzapfen abgezogen werden.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist die Kupplungseinrichtung als Schraube zum Realisieren einer Schraubverbindung zwischen der Zapfenbuchse und dem Druckschulterring ausgebildet, wobei allerdings die Zapfenbuchse und der Druckschulterring nicht oder nur in geringem Maße miteinander verspannt sind.
Der Begriff „geringe Verspannung” im Rahmen der vorliegenden Beschreibung meint, dass die Verspannung kleiner ist als die Verspannung, wenn die Schraube mit Nenndrehmoment angezogen werden würde und die Zapfenbuchse und der Druckschulterring entsprechend verspannt würden.
Der Schaft der Schraube ist durch eine Bohrung im Druckschulterring hindurch gesteckt und in der Zapfenbuchse verschraubt. Eine Verschraubung in dem Druckschulterring ist nicht erforderlich.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Schaft der Schraube zwischen dem Schraubenkopf und einem Gewindeteil einen abgesetzten Teil, vorzugsweise ohne Gewinde, auf mit einer Länge, welche größer ist als die Tiefe der Bohrung in dem Druckschulterring. Durch die Ausbildung des abgesetzten Teils des Schaftes der Schraube mit der beanspruchten Länge wird sichergestellt, dass eine Verspannung zwischen dem Druckschulterring und der Zapfenbuchse zumindest weitgehend verhindert wird. Außerdem wird auf diese Weise eine unnötige Belastung der Schraube verhindert.
Erfindungsgemäß ist vorzugsweise eine Schraubensicherung vorgesehen, um ein Lösen der Schraube insbesondere während des Betriebes der Walzwerkswalze zu verhindern. Dies könnte zu einem Schaden in der Lageranordnung führen.
Verschiedene Möglichkeiten zur Realisierung der Schraubensicherung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin durch eine Walzeneinheit gelöst. Die Vorteile dieser Lösung entsprechen den oben mit Bezug auf die Lageranordnung genannten Vorteilen.
Der Beschreibung sind vier Figuren beigefügt, wobei
1 die erfindungsgemäße Lageranordnung sowie die erfindungsgemäße Walzeneinheit;
2 die erfindungsgemäße Schraube;
3 die erfindungsgemäße Schraube mit ersten Varianten zur Schraubensicherung; und
4 die erfindungsgemäße Schraube mit weiteren Varianten zur Schraubensicherung
zeigt.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die genannten Figuren detailliert beschrieben. In allen Figuren sind gleiche technische Element mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
1 zeigt eine Hälfte einer erfindungsgemäßen Walzeneinheit, wobei die Walzeneinheit eine Walzwerkswalze 200 mit einem Walzenzapfen 210 und eine dem Walzenzapfen zugeordnete Lageranordnung gemäß der Erfindung umfasst.
Die Lageranordnung umfasst ein Lagergehäuse 110, auch Einbaustück genannt, und eine in dem Lagergehäuse eingebaute Lagerbuchse 120. In der Lagerbuchse ist eine Zapfenbuchse 130 drehbar gelagert. Die Lageranordnung umfasst weiterhin eine Lagereinrichtung 140, d. h. typischerweise ein Wälz- oder Rollenlager, für den Walzenzapfen 210 sowie einen zwischen der Zapfenbuchse 130 und der Lagereinrichtung 140 angeordneten Druckschulterring 135. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist mindestens eine Passfeder 150 vorgesehen zum drehfesten Verbinden von sowohl der Zapfenbuchse wie auch des Druckschulterrings mit dem Walzenzapfen 210. Alternativ können auch zwei Passfedern vorgesehen sein zum jeweiligen individuellen verdrehsicheren Verbinden der Zapfenbuchse 130 und des Druckschulterrings 135 mit dem Walzenzapfen 210. Eine auf einen Absatz des Walzenzapfens aufschraubbare Mutter dient zum Sichern der Lageranordnung gegen axiales Verschieben. Konkret treten während eines Walzvorganges axiale Kräfte auf, welche bestrebt sind, die Lageranordnung, insbesondere jedoch die Zapfenbuchse in axialer Richtung von dem Walzenballen weg zu verschieben. Dies wird verhindert, indem die Zapfenbuchse über den Druckschulterring und die Lagereinrichtung 140 formschlüssig an der Mutter 160 abgestützt ist.
Erfindungsgemäß ist zusätzlich zu der Passfeder beispielhaft eine Schraube als Kupplungseinrichtung zwischen der Zapfenbuchse und dem Druckschulterring vorgesehen, wobei die Schraubverbindung jedoch ohne oder mit nur geringer Verspannung zwischen der Zapfenbuchse und dem Druckschulterring ausgebildet ist.
Wie in 1 zu erkennen ist, ist die Schraube durch eine Bohrung im Druckschulterring 135 hindurch gesteckt und in der Zapfenbuchse 130 mit ihrem Gewindeteil 172 verschraubt. Ein zwischen dem Schraubenkopf 176 und dem Gewindeteil 172 angeordneter abgesetzter Teil 174 der Schraube ist vorzugsweise ohne Gewinde ausgebildet und weist eine Länge L auf, welche mindestens der Tiefe der Bohrung in dem Druckschulterring 135 entspricht; siehe 2. Durch diese spezielle Ausbildung der Schraube wird sichergestellt, dass grundsätzlich keine Verspannung zwischen dem Druckschulterring und der Zapfenbuchse 130 erfolgt; das gilt insbesondere dann, wenn zwischen dem Schraubenkopf und der Anlagefläche am Druckschulterring noch ein Luftspalt verbleibt, wie dies in 1 beispielhaft gezeigt ist. Dann ist selbst bei Anzug der Schraube mit Nenn-Drehmoment eine Verspannung zwischen Druckschulterring 135 und Zapfenbuchse 130 nicht möglich.
3 zeigt verschiedene Möglichkeiten der Schraubensicherung gegen Lösen. So kann z. B. ein Klebstoff 183 beim Einschrauben der Schraube in die Zapfenbuchse auf den Gewindeteil 172 aufgebracht werden, um die Schraube gegen Lösen zu sichern. Zum gleichen Zweck kann auch eine Unterlegscheibe 182 dienen, welche z. B. aus elastischem Material oder als Federring ausgebildet ist. Weiterhin kann die Schraubensicherung durch einen Draht 184 gebildet sein, welcher durch eine Bohrung in dem Schraubenkopf hindurch gesteckt sein kann und z. B. an dem Druckschulterring gesichert ist.
Gemäß 4 kann die Schraubensicherung in Form einer Unterlegschreibe 185 aus weichem Stahl in Verbindung mit an dem Schraubenkopf angebrachten plastisch verformbaren Nasen 146 gebildet sein, welche durch Umbiegen mit der Unterlegscheibe aus weichem Stahl in Eingriff bringbar sind.
Alternativ zu einer Schraube kann die Kupplungseinrichtung beliebig ausgebildet sein, z. B. in Form von Widerhaken. Wichtig ist lediglich, dass die Kupplungseinrichtung so konstruiert ist, dass sie eine axiale Kraft, die in Richtung von dem Walzenballen weg an dem Druckschulterring angreift, auf die Zapfenbuchse überträgt. Auf diese Weise ist die Kupplungseinrichtung in der Lage, als Mitnehmer zu fungieren zum Mitnehmen der Zapfenbuchse, wenn der Druckschulterring in axialer Richtung von dem Walzenzapfen abgezogen wird.
Bezugszeichenliste

100: Lageranordnung
110: Lagergehäuse
120: Lagerbuchse
130: Zapfenbuchse
135: Druckschulterring
140: Lagereinrichtung
142: Deckel
143: Sicherungsverschraubung
150: Passfeder
160: Mutter
170: Schraube
172: Gewindeteil
174: abgesetztes Teil
176: Schraubenkopf
182: Unterlegschreibe
183: Kleberstoff
184: Draht
186: verformbare Nase
200: Walzwerkswalze
210: Walzenzapfen
300: Zwischenraum

Claims

Lageranordnung (100) für eine Walzwerkswalze (200) mit einem Walzenzapfen (210), wobei die Lageranordnung aufweist: ein Lagergehäuse (110); eine in dem Lagergehäuse fest eingebaute Lagerbuchse (120); eine in der Lagerbuchse drehbar gelagerte Zapfenbuchse (130); eine Lagereinrichtung (140) für den Walzenzapfen; einen zwischen der Zapfenbuchse (130) und der Lagereinrichtung (140) angeordneten Druckschulterring (135); mindestens eine Passfeder (150) zum drehfesten Verbinden der Zapfenbuchse (130) mit dem Walzenzapfen (210) der Walzwerkswalze; und eine auf den Walzenzapfen aufschraubbare Mutter (160) zum Sichern der Lageranordnung gegen axiales Verschieben; dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Passfeder (150) ausgebildet ist, auch den Druckschulterring (135) drehfest mit der Zapfenbuchse (130) und dem Walzenzapfen (210) zu verbinden; und dass mindestens eine Kupplungseinrichtung (170) vorgesehen ist zum Ankoppeln der Zapfenbuchse (130) ohne oder mit nur geringer Verspannung an den Druckschulterring (135) und zum Abziehen der Zapfenbuchse zusammen mit dem Druckschulterring, wenn der Druckschulterring in axialer Richtung von dem Walzenzapfen abgezogen wird.
Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung in Form einer Schraube zum Realisieren einer Schraubverbindung ohne oder mit nur geringer Verspannung zwischen der Zapfenbuchse und dem Druckschulterring ausgebildet ist.
Lageranordnung (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft der Schraube durch eine Bohrung im Druckschulterring (135) hindurchgesteckt und mit einem Gewindeteil in der Zapfenbuchse (135) verschraubt ist.
Lageranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft der Schraube zwischen ihrem Schraubenkopf (176) und dem Gewindeteil (172) einen abgesetzten Teil (174), vorzugsweise ohne Gewinde, mit einer Länge (L) aufweist, welche größer ist als die Tiefe der Bohrung in dem Druckschulterring.
Lageranordnung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch eine Schraubensicherung zum Sichern der Schraube (170) gegen ungewolltes Lösen.
Lageranordnung (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubensicherung ausgebildet ist in Form einer Untertegscheibe (182) für die Schraube, wobei die Untertegscheibe aus elastischem Material oder als Federring ausgebildet ist.
Lageranordnung (100) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubensicherung ausgebildet ist in Form von Klebstoff (183), welcher beim Einschrauben der Schraube in die Zapfenbuchse (130) auf den Gewindeteil (172) aufgebracht ist.
Lageranordnung (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubensicherung ausgebildet ist in Form eines Drahtes (184), welcher unter anderem durch den Schraubenkopf (176) gesteckt ist.
Lageranordnung (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubensicherung ausgebildet ist in Form einer Unterlegscheibe (182) aus weichem Stahl in Verbindung mit an dem Schraubenkopf angebrachten plastisch verformbaren Nasen (186), welche durch Umbiegen mit der Unterlegscheibe aus weichem Stahl in Eingriff bringbar sind.
Lageranordnung (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube nur mit einem Drehmoment angezogen ist, welches kleiner als das Nenn-Drehmoment ist.
Lageranordnung (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schraubensicherung darin besteht, dass die Schraube mit vollem Nenn-Drehmoment angezogen ist.
Lageranordnung (100) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spalt zwischen dem Schraubenkopf (176) und der Auflagefläche des Druckschulterringes (135) auch nach dem Anziehen der Schraube bestehen bleibt.
Walzeneinheit aufweisend: eine Walzwerkswalze (200) mit zwei Walzenzapfen (210); und zwei Lageranordnungen (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 zum Aufnehmen von jeweils einem der zwei Walzenzapfen.