DE102011002833A1

DE102011002833A1 - Walzgerüst für eine Walze, Verfahren zum Betreiben des Walzgerüstes und Verwendung für eine axiale Abstützvorrichtung

Info

Publication number: DE102011002833A1
Application number: DE201110002833
Authority: DE
Inventors: Karl Keller; Uwe Kaden; Ralf Matzka; Konrad Roeingh
Original assignee: SMS Siemag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 2011-01-18
Filing date: 2011-01-18
Publication date: 2012-07-19
Also published as: WO2012097894A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Walzgerüst mit einer axialen Abstützvorrichtung für eine Walze zum Walzen von Metallband. Um beim axialen Abstützen der Walze eine Reibung zwischen der Abstützvorrichtung und der Walze zu verhindern, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Abstützvorrichtung als hydrostatisches Axiallager auszubilden. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben des Walzgerüstes sowie eine Verwendung für ein hydrostatisches Axiallager.

Description

Die Erfindung betrifft ein Walzgerüst für eine Walze mit einer Abstützvorrichtung zum Abstützen der Walze gegen eine axiale Verschiebung. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Walzgerüstes mit der besagten Abstützvorrichtung sowie eine Verwendung für eine axiale Abstützvorrichtung.
Walzgerüste mit Abstützvorrichtung zum Abstützen einer Walze gegen eine axiale Verschiebung sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt. So sind aus der japanischen Druckschrift JP 8090008 A Schiebzylinder bekannt zum axialen Verschieben von Arbeitswalzen; die Schiebezylinder dienen auch zur axialen Abstützung der Arbeitswalzen. Weiterhin sind axiale Abstützeinrichtungen bekannt aus der japanischen Druckschrift JP 62161411 A sowie aus der deutschen Druckschrift DE 601 07 367 T2 , wo Achsschublager offenbart sind.
Weiterhin ist der Einbau von Rollenlagern für die Führung und Aufnahme von Axialkräften von Walzen bekannt. Diese bekannte konstruktive Lösung verursacht jedoch nachteiligerweise hohe Reibwerte aufgrund einer Relativbewegung zwischen der Walze und dem Axiallager. Diese Reibung und zusätzliche Stoßbelastungen durch außerordentliche Betriebsbedingungen limitieren die Lebensdauer der Axiallager. Außerdem führt die Reibung nachteiligerweise oftmals zu einer Überhitzung des Lagers und ist Auslöser für Brände innerhalb bestimmter Walzwerkstypen.
Schließlich sind im Stand der Technik hydrostatische Axiallager bekannt, z. B. aus dem Buch „Gleitlagertechnik", dort der Aufsatz „Auslegung von hydrostatischen Radial- und Axiallagern", Prof. Dr. Peeken, Herausgeber: Th. Goldschmidt AG, Goldschmidtstraße 100, Essen, 1992.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Walzgerüst mit mindestens einer axialen Abstützvorrichtung, ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Walzgerüstes sowie eine Verwendung für die axiale Abstützvorrichtung bereitzustellen, bei welchen eine Reibung zwischen der Walze und der axialen Abstützvorrichtung vermieden wird.
Diese Aufgabe wird vorrichtungstechnisch durch ein Walzgerüst gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Demnach ist das Walzgerüst dadurch gekennzeichnet, dass das die Abstützvorrichtung als hydrostatisches Axiallager mit mindestens einer Pumpe zum Fördern von Hydraulikflüssigkeit in das Axiallager ausgebildet ist.
Die Aufgabe wird verfahrenstechnisch weiterhin gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben des Walzgerüstes, wobei sich während des Walzbetriebs die Anschlagfläche des Anschlags und die zugewandte Stirnseite der drehbar gelagerten Walze gegenüberliegen und wobei sich die Walze während des Walzbetriebs axial verschieben kann. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: Kontinuierliches Pumpen von Hydraulikflüssigkeit unter Druck durch die Austrittsöffnungen in den Anschlagflächen auf der Antriebsseite und der Bedienerseite zwecks Ausbildung eines Schmierfilms in den Zwischenräumen zwischen den Anschlagflächen und der den Anschlagflächen zugewandten Stirnseiten der Walze; und Abfließen der kontinuierlich gepumpten Hydraulikflüssigkeit aus den Zwischenräumen durch einen jeweils verbleibenden Ringspalt zwischen den Anschlagflächen und den den Anschlagflächen zugewandten Stirnseiten der Walze.
Bei der Hydraulikflüssigkeit handelt es sich beispielsweise um ein Öl.
Der Begriff „axial” bedeutet in Richtung der Längsachse der Walze.
Der Begriff „Stirnseite der Walze” wird in der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen synonym verwendet für „Stirnseite des Zapfens der Walze”.
Der Begriff „Steuereinrichtung” kann auch eine „Regeleinrichtung” meinen.
Die Begriffe Menge pro Zeiteneinheit und Volumenstrom sind gleichbedeutend verwendet.
Durch die Ausbildung der Abstützvorrichtung als hydrostatisches Axiallager und die dadurch bedingte Ausbildung des Schmierfilms wird zwischen der Anlagefläche des Anschlags und der zugewandten Stirnseite der Walze ein direkter Kontakt von Walze und Anschlag vermieden. Aufgrund des fehlenden Kontaktes und des vorhandenen Schmierfilms entsteht vorteilhafterweise keine Reibung zwischen der Walze und dem Anschlag der Abstützvorrichtung, wodurch vorteilhafterweise die Lebensdauer der Abstützvorrichtung verlängert wird. Außerdem wird eine reibungsbedingte Überhitzung der Abstützvorrichtung und damit auch ein Brand des Walzgerüstes, in dem die Abstützvorrichtung eingebaut ist, vermieden.
Die innerhalb des Öls entsprechende Wärme durch Scherspannung im Öl (genannt „innerviskose Öl-Reibung”) wird durch Zuführung von frischem, gekühltem Öl laufend abgeführt.
Die beanspruchte technische Lösung verringert erheblich den Wartungsaufwand innerhalb von Mehrrollenwalzwerken. Insbesondere bei Inline-Walzwerken kann die bessere Verfügbarkeit der Anlage zu Produktionserhöhungen führen. Die besonders auf der Antriebsseite schwer zugänglichen Axiallager bzw. Abstützvorrichtung können einfacher gewechselt werden. Die Gesamtkosten für die Betriebswechselteile werden aufgrund der längeren Standzeiten der hydrostatischen Axiallager reduziert.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel weist das hydrostatische Axiallager auf: einen Anschlag mit einer Anschlagfläche zur axialen Führung und Abstützung der Walze an einer von deren beiden Stirnseiten und eine Pumpe zum Fördern einer Hydraulikflüssigkeit unter Druck durch einen Kanal in dem Anschlag und durch jeweils eine Austrittsöffnung in der Anschlagfläche nach außerhalb des Anschlags gegen die gegenüberliegende Stirnseite der Walze.
Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel ist der Anschlag der Abstützvorrichtung im Bereich der Anschlagfläche konkav als Druckteller ausgebildet. Durch die konkave Ausgestaltung der Anschlagfläche in Verbindung mit der typischerweise planen Stirnfläche der gegenüberliegenden Walze steht ein vergrößertes Volumen des Zwischenraums zur Aufnahme der Hydraulikflüssigkeit zur Verfügung. Die zur Verfügung stehende Menge an Hydraulikflüssigkeit in unmittelbarer Nähe der Stirnfläche der Walze ist deshalb relativ groß, was den Vorteil hat, dass eine eventuell während des Walzbetriebs erfolgende Temperaturerhöhung der Hydraulikflüssigkeit – im Gegensatz zu einem lediglich dünnen Schmierfilm – besser aufgenommen bzw. kompensiert werden kann.
Eine Steuereinrichtung zum Ansteuern der Pumpe ist beispielsweise ausgebildet, den Druck, mit welchem die Hydraulikflüssigkeit in dem Zwischenraum zwischen der Stirnseite der Walze und den Anschlag gefördert wird, auf einem vorgegebenen Druck-Sollwert, konstant zu halten. Vorteilhafterweise ist die Steuereinrichtung ausgebildet, den Druck auch dann konstant zu halten, wenn sich der Druck auf die Hydraulikflüssigkeit in dem Zwischenraum und damit der Widerstand, welcher der Hydraulikflüssigkeit entgegenwirkt, aufgrund einer veränderten axialen Lage der Walze gegenüber dem Anschlag ändert. Konkret ist die Steuereinrichtung ausgebildet, einem absinkenden Druck der Hydraulikflüssigkeit in dem Zwischenraum durch eine erhöhte Förderleistung der Pumpe entgegenzuwirken und auf diese Weise den Druck der Hydraulikflüssigkeit in dem Zwischenraum nach Möglichkeit auf dem vorgegebenen Druck-Sollwert zu halten. Im umgekehrten Fall, wenn sich die Walze während des Walzbetriebs zumindest ein stückweit in axialer Richtung auf den Anschlag zu bewegt, wird der Zwischenraum zwischen der Stirnseite der Walze und der Anschlagfläche verringert, wodurch der Druck der Hydraulikflüssigkeit in dem Zwischenraum zunächst ansteigt. Für diesen Fall ist die Steuereinrichtung ausgebildet, den Druck der Hydraulikflüssigkeit in dem Zwischenraum durch eine entsprechend geringere Förderleistung der Pumpe oder ein Überströmventil auf den vorgegebenen Druck-Sollwert zu reduzieren oder zumindest unterhalb eines vorgegebenen oberen Druckschwellenwertes zu erhalten.
Alternativ zu dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel, wonach die Steuer- oder Regeleinrichtung ausgebildet ist, den Druck der Hydraulikflüssigkeit konstant zu halten, kann die Steuer- oder Regeleinrichtung auch ausgebildet sein, den von der Pumpe geförderte Volumenstrom an Hydraulikflüssigkeit auf einem vorgegebenen Volumenstrom-Sollwert konstant zu halten.
Der Anschlag des hydrostatischen Axiallagers kann ortsfest oder nachgiebig gelagert sein. Eine nachgiebige Lagerung, z. B. über Federn oder eine Kugelkalotte bietet den Vorteil, dass sich der Anschlag auch bei auftretenden Strörungen immer wieder symmetrisch gegenüber der gegenüberliegenden Stirnseite der Walze ausrichten kann, so dass sich der Ringspalt zwischen der Stirnseite der Walze und dem Anschlag zum Abfließen der Hydraulikflüssigkeit an seinem gesamten Umfang gleich groß/gleich dick ausbildet. Die auftretenden Störungen, das heißt Schwankungen oder Fluchtungsfehler betreffend die Position der Walze in Bezug auf den Anschlag, können zum Beispiel aufgrund von einer Durchbiegung der Walze oder aufgrund von Spiel in der Lagerung der Walze entstehen. Der Ringspalt wird insbesondere dann gleichmäßig dick, wenn sowohl die Anschlagfläche des Anschlags wie auch die gegenüberstehende Stirnseite der Walze jeweils kreissymmetrisch ausgebildet sind.
Die Stirnseiten der Walzen(enden) können plan, konvex oder konkav ausgebildet sein. Je nach Ausgestaltung der gegenüberliegenden Anschlagsfläche ergibt sich so ein mehr oder weniger großes Volumen für den Zwischenraum zwischen Walze und Anschlagsfläche.
Die erfindungsgemäße Abstützvorrichtung kann auf der Bedienseite und/oder auf der Antriebsseite eines Walzgerüstes angeordnet sein. Wenn die Abstützvorrichtung in Form eines hydrostatischen Axiallagers sowohl auf der Bedienseite wie auch auf der Antriebsseite vorhanden ist, ist es vorteilhaft, wenn lediglich eine (Zahlwort) gemeinsame Steuereinrichtung und nur eine (Zahlwort) gemeinsame Pumpe für die beiden Axiallager vorgesehen ist. Eine individuelle Zuordnung von jeweils einer Steuereinrichtung und einer Pumpe zu jedem der Axiallager sowohl auf der Bedienseite wie auch auf der Antriebsseite ist zwar technisch gleichwirkend realisierbar, aber aus Kostengründen nicht zu empfehlen.
Die den hydrostatischen Axiallagern sowohl auf der Antriebsseite wie auch auf der Bedienerseite zugeordneten Steuer- oder Regeleinrichtungen bzw. die gemeinsame Steuer- oder Regeleinrichtung empfangen typischerweise den jeweils aktuellen Druck-Istwert oder den jeweils aktuellen Volumenstrom-Istwert von entsprechenden Druck- oder Volumenstrommesseinrichtungen in den Hydraulikleitungen. Die Steuereinrichtungen, wenn als Regeleinrichtungen ausgebildet, ermitteln dann eine Druck-Regelabweichung als Differenz aus einem vorgegebenen Druck-Sollwert und dem gemessenen Druck-Istwert oder eine Volumenstrom-Regelabweichung als Differenz zwischen einem vorgegebenen Volumenstrom-Sollwert und dem gemessenen Volumenstrom-Istwert. Nach Maßgabe dieser Regelabweichungen wird dann von der Steuereinrichtung eine Drossel in dem Hydraulikkreis oder die Leistung der Pumpe derart gesteuert, dass der Druck oder der Volumenstrom auf jeweils vorgegebenen Sollwerten konstant gehalten werden, d. h. die jeweilige Regelabweichung wird möglichst schnell wieder zu Null macht.
Die Hydraulikflüssigkeit ist vorzugsweise in einem Kreislauf geführt und wird nach Ablaufen aus dem Zwischenraum von der Pumpe wieder in den Zwischenraum hineingepumpt. Durch diese Wiederverwendung der Hydraulikflüssigkeit wird die Umwelt geschont.
Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Verwendung für eine axiale Abstützvorrichtung, wobei diese Verwendung dadurch gekennzeichnet ist, dass als Abstützvorrichtung ein hydrostatisches Axiallager zum Lagern einer Walze in einem Walzgerüst verwendet wird. Die Vorteile dieser Lösung entsprechen den oben mit Bezug auf das beanspruchte Walzgerüst und das beanspruchte Verfahren genannten Vorteilen.
Der Beschreibung sind sechs Figuren beigefügt, wobei
1 ein Walzgerüst mit einer Lageranordnung und einer erfindungsgemäßen axialen Abstützvorrichtung für eine Walze;
2 ein hydrostatisches Axiallager, welches mit einem konstanten Volumenstrom an Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt wird;
3 ein hydrostatisches Axiallager, welches mit einer Hydraulikflüssigkeit mit konstantem Druck beaufschlagt wird;
4 zwei hydraulische Axiallager, welche synchron mit einem gleichen Volumenstrom an Hydraulikflüssigkeit oder synchron mit Hydraulikflüssigkeit mit gleichem Druck beaufschlagt werden;
5 einen Anschlag abgestützt in axialer Richtung über eine Kugelkalotte gegen ein Festland; und
6 einen Anschlag, abgestützt in axialer Richtung über gefederte Führungsstifte,
zeigt.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die genannten Figuren detailliert beschrieben. Dabei werden in allen Figuren gleiche technische Merkmale mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Die 1 zeigt eine Walze 200, welche in einer Lageranordnung 600 in einem Walzgerüst 1000 gelagert und in axialer Richtung von einer Abstützvorrichtung, auch hydrostatisches Axiallager genannt, 100 abgestützt ist. Die Abstützvorrichtung besteht aus einem Anschlag 110 mit einer vorzugsweise kreissymmetrisch und vorzugsweise konkav ausgebildeten Anschlagfläche 112. Die Anschlagfläche 112 dient zum Anschlagen der Stirnseite der Walze 200. Neben dem Anschlag 110 umfasst die Abstützvorrichtung 100 eine Pumpe 120 zum Pumpen einer Hydraulikflüssigkeit 300 unter Druck durch einen in dem Anschlag 110 befindlichen Kanal 114 und durch eine Austrittsöffnung 116 des Kanals in der Anschlagfläche in einen Zwischenraum zwischen der Anschlagfläche 112 und der Stirnseite der Walze 200 beziehungsweise der Stirnseite des Zapfens der Walze.
Die Pumpe fördert die Hydraulikflüssigkeit 300 vorzugsweise kontinuierlich unter einem solch großen Druck in den Zwischenraum, dass sich die Walze 200 ein stückweit in axialer Richtung gegenüber dem Anschlag 110 verschiebt. Dies hat zur Konsequenz, dass sich ein Schmierfilm und ein Ringspalt 117 zwischen der Stirnseite der Walze mit der Anschlagfläche ausgebildet. Die kontinuierlich geförderte Hydraulikflüssigkeit tritt kontinuierlich durch den Ringspalt 117 aus dem Zwischenraum aus. Zur Aufrechterhaltung des Schmierfilms ist deshalb ein kontinuierlicher Betrieb der Pumpe 120 erforderlich. Der von der Pumpe aufzubringende Druck der Hydraulikflüssigkeit 300 ist abhängig von der konstruktiven Gestaltung des Walzgerüstes und dem jeweiligen Walzbetrieb; er kann beispielsweise bis zu 1500 bar betragen. Der Ringspalt 117 hat vorzugsweise eine über seinen Umfang verteilt gleichmäßige Dicke von 10 bis 50 Mikrometern; die gleichmäßige Dicke wird erreicht, wenn die Stirnseite der Walze und die gegenüberstehende Anschlagfläche axial zueinander ausgerichtet und beide kreissymmetrisch ausgebildet sind.
Die Hydraulikflüssigkeit wird vorteilhafterweise in einem Kreislauf geführt: das heißt, die zur Bildung des Schmierfilms aus dem Zwischenraum und dem Ringspalt 117 vorzugsweise radial austretende Hydraulikflüssigkeit läuft kontinuierlich in ein Sammelbecken 400 und wird von dort mit Hilfe der Pumpe 120 wieder zurück in den Zwischenraum gepumpt.
Der kontinuierliche Betrieb der Pumpe gewährleistet ein hypostatisches Gleichgewicht in dem Zwischenraum. Dieses Gleichgewicht wird insbesondere aufrechterhalten, solange sich die axiale Position der Walze 200 in Bezug auf den Anschlag nicht verändert.
Verändert sich die axial Lage der Walze 200 zum Beispiel im Walzbetrieb, so verändert sich auch der von deren Stirnseite auf die Hydraulikflüssigkeit in dem Zwischenraum ausgeübte Druck. Konkret bedeutet dies: Wenn sich die Walze in axialer Richtung von dem Anschlag 110 weg bewegt, verringert sich zunächst der Druck auf die Hydraulikflüssigkeit, und umgekehrt, wenn sich die Walze in axialer Richtung auf den Anschlag 110 zu bewegt, erhöht sich zunächst der Druck auf die Hydraulikflüssigkeit in dem Zwischenraum. Anders ausgedrückt: Eine Vergrößerung des Abstandes zwischen der Walze 200 und dem Anschlag 110 bedeutet eine Verringerung des der Pumpe bzw. der Hydraulikflüssigkeit entgegengebrachten Widerstandes, während einer Annäherung der Walze an den Anschlag 110 den Widerstand, welcher der Pumpe bzw. der Hydraulikflüssigkeit entgegenwirkt, vergrößert wird.
Erfindungsgemäß können die der Pumpe 120 zugeordnete Steuereinrichtung und das hydrostatische Axiallager in zwei verschiedenen Betriebsmodi betrieben werden: Entweder mit konstantem Druck oder mit konstantem Volumenstrom der von der Pumpe 120 geförderten Hydraulikflüssigkeit (siehe 2 und 3).
In dem Betriebsmodus „konstanter Druck” hält die Steuereinrichtung den Druck in dem Zwischenraum auch dann konstant, wenn sich die Druckverhältnisse der Hydraulikflüssigkeit in dem Zwischenraum zunächst aufgrund einer axialen Verschiebung der Walze im Walzbetrieb ändern. Konkret muss im Falle einer Vergrößerung des axialen Abstandes zwischen Walze 200 und Anschlag 116 die Förderleistung der Pumpe 120 an der Hydraulikflüssigkeit erhöht werden, um den Druck in dem Zwischenraum auf einem vorgegebenen Druck-Sollwert aufrecht zu halten. Bei einer Verringerung des Abstandes muss die Pumpe entsprechend weniger Hydraulikflüssigkeit fördern. Ein Überdruckventil 2, siehe 4, sorgt für einen Schutz der Pumpe und des Walzgerüstes, indem ein Druckanstieg über einen vorgegebenen Maximaldruck hinaus nicht zugelassen wird.
In dem Betriebsmodus „konstanter Volumenstrom” wird der Volumenstrom an Hydraulikflüssigkeit von der Steuereinrichtung und der Pumpe 120 auch dann auf einem vorgegebenen Volumenstrom-Sollwert gehalten, wenn sich der Abstand zwischen Walze und Anschlag vergrößert und damit der Druck im Zwischenraum sinkt; ein Abstützen der Walze findet dann mit größer werdendem Abstand zunehmend weniger statt. Demgegenüber wird der Volumenstrom bei kleiner werdendem Abstand solange auf dem vorgegebenen Volumenstrom-Sollwert konstant gehalten, bis das Überdruckventil 2 einen weiteren Druckanstieg in dem Zwischenraum über den Maximaldruck hinaus verhindert. Dann wird der Volumenstrom verringert bzw. freigegeben oder die Pumpe 120 abgeschaltet.
4 zeigt schematisch die Anordnung eines hydrostatischen Axiallagers 100-1 auf der Bedienerseite und eines hydrostatischen Axiallagers 100-2 auf der Antriebsseite. In dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 werden die beiden Axiallager 100-1, 100-2 über individuelle Hydraulikleitungen 25-1, 25-2 mit Hilfe einer gemeinsamen Pumpe 120', mit Hydraulikflüssigkeit versorgt. Um entweder den Druck oder den Volumenstrom der von der Pumpe in die beiden Axiallager geförderten Hydraulikflüssigkeit auf dem vorgegebenen Druck-Sollwert oder dem vorgegebenen Volumenstrom-Sollwert konstant zu halten, ist den beiden Axiallagern eine gemeinsame Steuereinrichtung 130' zugeordnet. Zum Konstanthalten des Drucks oder des Volumenstroms steuert die Steuereinrichtung 130' in geeigneter Weise den Antriebsmotor M der gemeinsamen Pumpe 120' sowie eine bedienerseitige Drossel 180-1 und/oder eine antriebsseitige Drossel 180-2.
Wenn Axiallager sowohl auf der Antriebs- wie auch auf der Betriebsseite eines Walzgerüstes angeordnet sind, ist es wichtig, dass die Lager auf beiden Seiten der Walze synchron angesteuert werden. Das heisst, auf beiden Seiten muss die Ansteuerung in dem gleichen Betriebsmodus „konstanter Druck” oder „konstanter Volumenstrom” erfolgen und auf beiden Seiten muss derselbe Druck-Sollwert oder derselbe Volumenstrom-Sollwert vorgegeben und eingehalten werden.
Um dies zu erreichen überwacht die Steuereinrichtung in dem Betriebsmodus „konstanter Druck” die Drücke in der bedienseitigen und der antriebsseitigen Hydraulikleitung 25-1, 25-2 mit Hilfe der Druck-/oder Volumenstrom-Messeinrichtungen 170-1, 170-2 und vergleicht diese miteinander. Eventuell festgestellte Druckabweichungen zwischen der Antriebsseite und der Bedienerseite werden durch geeignete – eventuell unterschiedliche – Ansteuerung der antriebs- und bedienseitigen Drosseln 180-2, 180-1 ausgeglichen. Zusätzlich folgt dann das Konstanthalten der – auf der Antriebsseite und der Bedienseite nunmehr angeglichenen – Drücke, wie oben beschrieben, auf den gemeinsamen Druck-Sollwert, durch geeignete Ansteuerung der gemeinsamen Pumpe 120'.
In dem Betriebsmodus „konstanter Volumenstrom” überwacht die Steuereinrichtung 130' die Volumenströme in der bedienseitigen und der antriebsseitigen Hydraulikleitung 25-1, 25-1 mit Hilfe der Druck-Volumenstrom-Messeinrichtungen 170-1, 170-2 und vergleicht diese miteinander. Eventuell festgestellte Volumenstromabweichungen zwischen der Antriebsseite und der Bedienerseite werden durch geeignete – eventuell unterschiedliche – Ansteuerung der antriebs- und bedienseitigen Drosseln 180-2, 180-1 oder Pumpen 120 ausgeglichen. Zusätzlich folgt dann das Konstanthalten der auf der Antriebsseite und der Bedienseite nunmehr angeglichenen – Volumenströme, wie oben beschrieben, auf den gemeinsamen Volumenstrom-Sollwert, durch geeignete Ansteuerung der gemeinsamen Pumpe 120'.
Wenn die Steuereinrichtung 130' als Regeleinrichtung ausgebildet ist, ermittelt sie eine eventuelle Druck-Regelabweichung oder eine eventuelle Volumenstrom-Regelabweichung als Differenz zwischen den jeweiligen Soll- und Ist-Werten in der antriebsseitigen Hydraulikleitung 25-1 und der bedienseitigen Hydraulikleitung 25-2 und steuert die beiden Drosseln und/oder den Motor der gemeinsamen Pumpe 120' nach Maßgabe der ermittelten Regelabweichungen, um diese möglichst. zu Null zu machen, wie oben beschrieben.
Die 5 und 6 zeigen zwei verschiedene Ausführungsbeispiele für eine nachgiebige Lagerung des Anschlags der Abstützvorrichtung. In 5 stützt sich der Anschlag 110 über eine gehärtete Kugelkalotte an einem Festland 500 ab. Alternativ dazu kann sich der Anschlag 110 auch über Federn bzw. Federstifte 140 an dem Festland 500 abstützen. Bei dem Festland 500 kann es sich beispielsweise um das Walzgerüst 1000 handeln. Die nachgiebige Lagerung der Anschläge 110 bietet den Vorteil, dass sich der Anschlag auch bei Störungen der Position des Walzenzapfens gegenüber dem Anschlag, zum Beispiel aufgrund von Spiel in der Lageranordnung 600 oder aufgrund einer Durchbiegung der Walze, stets symmetrisch oder axial fluchtend zur Stirnseite Walze 200 ausrichten kann. Dies hat die vorteilhafte Konsequenz, dass der Ringspalt an seinem gesamten Umfang eine einheitliche Dicke x_L aufweist.
Bezugszeichenliste

2: Überdruckventil
25-1: Hydraulikleitung auf der Antriebsseite
25-2: Hydraulikleitung auf der Bedienerseite
100: Abstützvorrichtung = hydrostatisches Axiallager
110: Anschlag
110-1: Anschlag auf der Bedienerseite
110-2: Anschlag auf der Antriebsseite
112: Anschlagsfläche
114: Kanal
116: Austrittsöffnung
117: Ringspalt
120: Pumpe
120': gemeinsame Pumpe
130: Steuereinrichtung
130': gemeinsame Steuereinrichtung
140: Feder/Federstift
150: Kugelkalotte
170-1: Druck- oder Mengenmesseinrichtung für die Hydraulikflüssigkeit auf der Bedienerseite des Walzgerüstes;
170-2: Druck- oder Mengenmesseinrichtung für die Hydraulikflüssigkeit auf der Antriebsseite des Walzgerüstes;
180-1: Drossel auf der Bedienerseite
180-2: Drossel auf der Antriebsseite
200: Walze
210: Walzenzapfen
220: Stirnseite der Walze
300: Hydraulikflüssigkeit
320: Schmierfilm
400: Wanne/Behälter
500: Festland
600: Lageranordnung
1000: Walzgerüst
F: Richtung der axialen Kraft/Kräfte
P: Druck
Q .: Menge pro Zeiteinheit = Volumenstrom
x_L: Dicke des Ringspaltes

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 8090008 A [0002]
JP 62161411 A [0002]
DE 60107367 T2 [0002]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

„Gleitlagertechnik”, dort der Aufsatz „Auslegung von hydrostatischen Radial- und Axiallagern”, Prof. Dr. Peeken, Herausgeber: Th. Goldschmidt AG, Goldschmidtstraße 100, Essen, 1992 [0004]

Claims

Walzgerüst (1000) mit einer Walze (200) zum Walzen von Metallband; zwei Lageranordnungen (600) auf der Bediener- und der Antriebsseite des Walzgerüstes zum drehbaren Lagern der Walze an ihren Walzenzapfen (210); und mindestens eine Abstützvorrichtung (100) zum axialen Abstützen der Walze an einer von deren beiden Stirnseiten (220); dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützvorrichtung (100) als hydrostatisches Axiallager mit mindestens einer Pumpe zum Fördern von Hydraulikflüssigkeit in das Axiallager ausgebildet ist.
Walzgerüst (1000) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hydrostatische Axiallager aufweist: einen Anschlag (110) mit einer Anschlagfläche (112) zur axialen Führung und Abstützung der Walze (200) an einer von deren beiden Stirnseiten; und wobei die Pumpe (120) ausgebildet ist zum Fördern einer Hydraulikflüssigkeit (300) unter Druck durch einen Kanal (114) in dem Anschlag (110) und durch jeweils eine Austrittsöffnung (116) in der Anschlagfläche nach außerhalb des Anschlags gegen die gegenüberstehende Stirnseite (220) der Walze.
Walzgerüst (1000) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (110) im Bereich seiner Anschlagfläche (112) vorzugsweise kreissymmetrisch und vorzugsweise konkav als Druckteller ausgebildet ist.
Walzgerüst (1000) nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (130') zum Konstanthalten des Drucks, mit welchem die Pumpe (120') die Hydraulikflüssigkeit aus der Austrittsöffnung (116) des Anschlags gegen die gegenüberstehende Stirnseite (220) der Walze pumpt, auf einem vorgegebenen Druck-Sollwert.
Walzgerüst (1000) nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (130') zum Konstanthalten des Volumenstroms an Hydraulikflüssigkeit, welche die Pumpe (120') aus der Austrittsöffnung des Anschlags pumpt, auf einem vorgegebenen Volumenstrom-Sollwert.
Walzgerüst (1000) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (110) des hydrostatischen Axiallagers ortsfest oder nachgiebig, z. B. über Federn (140) oder eine Kugelkalotte (150) an einem Festland (500), z. B. dem Walzgerüst, in axialer Richtung abgestützt ist.
Walzgerüst (1000) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseiten (220) der Walze plan, konvex oder konkav und vorzugsweise kreissymmetrisch ausgebildet sind.
Walzgerüst (1000) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Axiallager auf der Bedienseite und ein weiteres Axiallager auf der Antriebsseite des Walzgerüstes angeordnet ist zum axialen Abstützen der Walze (200) an ihren beiden Stirnseiten (220).
Walzgerüst (1000) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass für die beiden Axiallager (100-1, 100-2) auf der Bedienseite und der Antriebsseite eine gemeinsame Pumpe (120') und/oder eine gemeinsame Steuereinrichtung (130') zum Steuern/Regeln des Drucks oder des Volumenstroms der von der Pumpe geförderten Hydraulikflüssigkeit vorgesehen ist; oder dass für die beiden Axiallager (100-1, 100-2) auf der Bedienseite und der Antriebsseite jeweils individuelle Pumpen und/oder jeweils individuelle Steuereinrichtungen vorgesehen sind.
Walzgerüst (1000) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einer antriebsseitigen Hydraulikleitung (25-2), welche das Axiallager (100-2) auf der Antriebsseite mit der gemeinsamen oder individuellen Pumpe (120') verbindet, eine erste Drossel (180-2) und eine erste Druck- oder Volumenstrommesseinrichtung (170-2) vorgesehen ist; und in einer bedienseitigen Hydraulikleitung (25-1), welche das Axiallager (100-1) auf der Bedienseite mit der gemeinsamen oder individuellen Pumpe (120') verbindet, eine zweite Drossel (180-1) und eine zweite Druck- oder Volumenstrommesseinrichtung (170-1) vorgesehen ist; und dass die gemeinsame Steuereinrichtung oder die den Axiallagern individuell zugeordneten Steuereinrichtungen (130') ausgebildet sind, den Druck- oder Volumenstrom der den beiden Axiallagern (100-1, 100-2) zugeführten Hydraulikflüssigkeit durch geeignete Ansteuerung der ersten und der zweiten Drossel (180-1, 180-2) als Stellglieder zu synchronisierten und auf einem vorgegebenen für die beiden Axiallager betraglich gleich großen Druck- oder Volumenstrom-Sollwert konstant zu halten.
Walzgerüst nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Überdruckventil zum Verhindern, dass der Druck der Hydraulik einen vorgegebenen Maximaldruck nicht übersteigt.
Verfahren zum Betreiben eines Walzgerüstes (1000) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei sich während des Walzbetriebs die Anschlagflächen (112) der Anschläge (110-1, 110-2) und die zugewandten Stirnseiten (220) der drehbar gelagerten Walze (200) auf der Antriebsseite und der Bedienseite gegenüberstehen und wobei sich die Walze während des Walzbetriebs axial (F) verschieben kann; umfassend folgende Schritte: Kontinuierliches Pumpen von Hydraulikflüssigkeit (300) unter Druck durch die Austrittsöffnungen (116-1, 116-2) in den Anschlagflächen (112) auf der Antriebsseite und der Bedienerseite zwecks Ausbildung jeweils eines Schmierfilms (320) in den Zwischenräumen zwischen den Anschlagflächen (112) und den den Anschlagflächen zugewandten Stirnseiten der Walze; und Abfließen der kontinuierlich gepumpten Hydraulikflüssigkeit (300) aus den Zwischenräumen zwischen den Anschlagflächen (112) und den Stirnseiten (220) der Walze auf der Antriebsseite und der Bedienseite durch einen jeweils verbleibenden Ringspalt.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass – auch im Falle einer axialen Verlagerung der Walze gegenüber dem Anschlag (110) während des Walzbetriebs – die Förderleistung der Pumpe zum Fördern der Hydraulikflüssigkeit derart vergrößert oder verkleinert wird, dass ein vorgegebener Druck-Sollwert in dem Zwischenraum aufrechterhalten bleibt.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass – auch im Falle einer axialen Verlagerung der Walze gegenüber dem Anschlag (110) während des Walzbetriebs – der Volumenstrom der Hydraulikflüssigkeit auf einem vorgegebenen Volumenstrom-Sollwert konstant gehalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikflüssigkeit (300) aus dem Zwischenraum radial durch den Ringspalt (117) abfließt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikflüssigkeit in einem Kreislauf geführt und nach dem Abfließen aus dem Zwischenraum wieder in den Zwischenraum gepumpt wird.
Verwendung einer Abstützvorrichtung (100) zum axialen Abstützen einer Walze (200) in einem Walzgerüst (1000); dadurch gekennzeichnet, dass als Abstützvorrichtung ein hydrostatisches Axiallager verwendet wird.