DE102017200331A1 - leadership - Google Patents

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DE102017200331A1
DE102017200331A1 DE102017200331.6A DE102017200331A DE102017200331A1 DE 102017200331 A1 DE102017200331 A1 DE 102017200331A1 DE 102017200331 A DE102017200331 A DE 102017200331A DE 102017200331 A1 DE102017200331 A1 DE 102017200331A1
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Henning Kern
Benjamin Michael
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    • B21B39/16—Guiding, positioning or aligning work immediately before entering or after leaving the pass
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Abstract

Führungsrolle zur Führung eines Drahtes zu einer oder von einer Arbeitswalze in einer Drahtwalzstraße, wobei die Führungsrolle als Wälzlager mit einem rotierenden Außenring, einem feststehenden Innenring und dazwischen abrollenden Wälzkörpern ausgebildet ist, und wobei der Außenring einen Außenmantel mit einer Profilierung zur Führung des Drahtes aufweist und wobei die Führungsrolle als zweireihiges vorgespanntes Wälzlager ausgebildet ist.A guide roller for guiding a wire to or from a work roll in a wire rolling line, wherein the guide roller is designed as a rolling bearing with a rotating outer ring, a stationary inner ring and rolling therefrom rolling elements, and wherein the outer ring has an outer sheath with a profiling to guide the wire and wherein the guide roller is designed as a double-row pretensioned roller bearing.

Description

Die Erfindung betrifft eine Führungsrolle zur Führung eines Drahtes zu einer oder von einer Arbeitswalze in einer Drahtwalzstraße, die einen Außenmantel mit einer Profilierung zur Führung des Drahtes aufweist, der gegenüber einem feststehenden Innenring drehbar über Wälzelemente gelagert ist.The invention relates to a guide roller for guiding a wire to or from a work roll in a wire rolling line, which has an outer sheath with a profiling for guiding the wire, which is mounted rotatably relative to a fixed inner ring via rolling elements.

Bei der Herstellung von Draht in einem Drahtwalzwerk wird zunächst Draht mit einer nominalen Ausgangsdicke hergestellt. Die Ausgangsdicke entspricht meist einem Vielfachen des Durchmessers, den der fertige Draht haben soll. Daher wird der Draht einer Drahtwalzstraße zugeleitet. In dieser sind mehrere Drahtwalzgerüste in Reihe angeordnet, durch die der Draht geführt wird. In jedem Drahtwalzgerüst wirken mindestens zwei Arbeitswalzen auf den Draht ein, wodurch dieser in seinem Durchmesser reduziert wird. Die exakte Führung des Drahts zu den einzelnen Drahtwalzgerüsten bzw. von diesen weg wird durch Führungsrollen bewerkstelligt, die an ihrem Außenumfang ein zur Führung des Drahtes geeignetes Profil aufweisen.In the manufacture of wire in a wire rolling mill, wire of nominal initial thickness is first produced. The initial thickness usually corresponds to a multiple of the diameter that the finished wire should have. Therefore, the wire is fed to a wire rolling line. In this several wire rolling mills are arranged in series, through which the wire is guided. In each wire rolling stand at least two work rolls act on the wire, whereby this is reduced in diameter. The exact guidance of the wire to the individual wire rolling stands or from these away is accomplished by guide rollers, which have on its outer periphery a suitable for guiding the wire profile.

Bei bekannten Drahtwalzstraßen befinden sich die Führungsrollen vor und/oder hinter den einzelnen Drahtwalzgerüsten in der Position, in der der Draht in das Drahtwalzgerüst eintritt. Dabei kommt es allmählich - von Drahtwalzgerüst zu Drahtwalzgerüst - in dem Maße, in dem sich der Durchmesser des Drahtes verringert, zu einer Erhöhung der Drahtgeschwindigkeit: Die ersten Drahtwalzgerüste, in Drahtförderrichtung betrachtet, walzen den Draht noch mit relativ geringer Geschwindigkeit, während sich von Drahtwalzgerüst zu Drahtwalzgerüst die Geschwindigkeit erhöht. Die letzten Drahtwalzgerüste empfangen den Draht bereits mit extrem hoher Geschwindigkeit (bis zu 120 m pro Sekunde) und walzen mit entsprechender Geschwindigkeit den Draht in seine endgültige Form.In known wire rolling mills, the guide rollers are located in front of and / or behind the individual wire rolling stands in the position in which the wire enters the wire rolling stand. There is a gradual increase - from wire-rolling stand to wire-rolling stand - as the diameter of the wire decreases, to an increase in wire speed: The first wire-rolling stands, viewed in the wire conveying direction, still roll the wire at a relatively low speed, while the wire-rolling stand to wire rolling mill increases the speed. The last wire mills already receive the wire at extremely high speed (up to 120 m per second) and roll the wire into its final shape at the appropriate speed.

Während im kontinuierlichen Prozess diesbezüglich keine Probleme entstehen - die einzelnen Führungsrollen in den jeweiligen Drahtwalzgerüsten rotieren lediglich mit ihrer entsprechenden Geschwindigkeit - kommt es zu Schwierigkeiten, wenn ein neuer zu walzender Draht erstmals in die Drahtwalzstraße eintritt. Während im vorderen Bereich der Straße bei noch relativ geringen Geschwindigkeiten kein problematischer Betrieb zu beobachten ist, tritt der Draht in die letzten Drahtwalzgerüste bzw. auf die entsprechenden Führungsrollen mit erheblicher Geschwindigkeit auf, so dass insbesondere an den Führungsrollen große Lastspitzen beobachtet werden. Der mit großer Geschwindigkeit herannahende Draht muss beim Auftreffen auf die Führungsrolle diese aus der Ruheposition heraus auf die entsprechende Drehzahl beschleunigen, was zu hohen Lagerbelastungen führt. Die Mantelfläche der Führungsrolle aber auch das Lager der Führungsrolle verschleißen daher schon nach relativ kurzer Zeit, was entsprechend häufige Reparaturen und damit entsprechend häufige Demontage- und Montagevorgänge notwendig macht, die wiederum jeweils zu einer vorübergehenden Stilllegung der Drahtwalzstraße führen.While no problems arise in the continuous process - the individual guide rollers in the respective wire rolling mills only rotate at their corresponding speed - difficulties arise when a new wire to be rolled enters the wire rod line for the first time. While no problematic operation can be observed in the front area of the road at relatively low speeds, the wire enters the last wire-rolling stands or the corresponding guide rollers at considerable speed, so that large load peaks are observed, in particular on the guide rollers. The approaching wire at high speed must accelerate from the rest position to the corresponding speed when hitting the guide roller, resulting in high bearing loads. The lateral surface of the guide roller but also the bearing of the guide roller wear out after a relatively short time, which makes correspondingly frequent repairs and thus correspondingly frequent disassembly and assembly operations necessary, which in turn lead to a temporary closure of the wire rolling line.

Aus der DE 201 09 015 U1 sind bereits Führungsrollen bekannt, bei welchen der Rollenmantel gleichzeitig als Außenring des Wälzlagers ausgebildet ist. Die mittlere Dicke des Außenmantels ist im Verhältnis zu den anderen Lagerabmessungen gering ausgebildet, um ein möglichst geringes Massenträgheitsmoments zu erhalten. Hierdurch wird erreicht, dass der rotierende Teil der Führungsrolle ein deutlich reduziertes Massenträgheitsmoment hat, was bedeutet, dass der zwischen zwei stehende Führungsrollen eintretende Draht einen geringeren Eingriffsstoß verursacht, da zum Hochbeschleunigen der Führungsrollen auf Drahtgeschwindigkeit weniger Energie benötigt wird. Damit kann vor allem der Rollenmantel geschont werden, was eine längere Standzeit ermöglicht. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass die Lagerungen der Führungsrollen nicht im Gleichen Maße wie der Rollenmantel eine längere Standzeit erfahren, da sich grundsätzlich höhere Beschleunigungen als höhere Belastung darstellen und sich damit negativ auf die Rollen und Laufbahnen auswirken können. Austauschintervalle der Führungsrollen können damit zwar verlängert werden aber nicht vermieden werden. Zudem benötigt jeder Austausch eine gewisse Demontage- und Montagezeit und bedingt damit einen Stillstandzeit der Drahtwalzstraße.From the DE 201 09 015 U1 Guide rollers are already known, in which the roller casing is simultaneously formed as an outer ring of the bearing. The average thickness of the outer jacket is made small in relation to the other bearing dimensions in order to obtain the lowest possible moment of inertia. This ensures that the rotating part of the guide roller has a significantly reduced mass moment of inertia, which means that the wire entering between two stationary guide rollers causes less engagement shock since less energy is needed to accelerate the guide rollers to wire speed. Thus, especially the roller shell can be spared, which allows a longer life. However, it has been found that the bearings of the guide rollers do not experience the same extent as the roller shell a longer life, as generally represent higher accelerations than higher load and thus can adversely affect the roles and careers. Replacement intervals of the guide rollers can thus be extended but not avoided. In addition, each exchange requires a certain disassembly and assembly time and thus requires a downtime of the wire rolling mill.

Weiterhin sind aus der DE 101 26 219 C2 Führungsrollen mit Antriebsmitteln bekannt, um Beschleunigungsvorgänge zu reduzieren.Furthermore, from the DE 101 26 219 C2 Guide rollers with drive means known to reduce acceleration.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Führungsrolle zur Führung eines Drahtes derart weiterzuentwickeln, dass es möglich ist, die Drahtwalzstraße so zu betreiben, dass Stillstandszeiten der Drahtwalzstraße minimiert werden.The invention has for its object to develop a guide roller for guiding a wire such that it is possible to operate the wire rolling mill so that downtime of the wire rolling mill are minimized.

Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsrolle als zweireihiges vorgespanntes Wälzlager ausgebildet ist und als fertige Baueinheit auf einer feststehenden Welle der Drahtwalzstraße montierbar ist, ohne dass ein oder mehrere Teile der Baueinheit im Zuge des Montagevorganges zueinander eingestellt, insbesondere vorgespannt werden müssen.The solution of this problem by the invention is characterized in that the guide roller is designed as a double-row preloaded roller bearing and can be mounted as a finished unit on a fixed shaft of the wire rolling mill, without one or more parts of the assembly set in the course of the assembly process to each other, in particular biased Need to become.

Erfindungsgemäß wird also darauf abgestellt, dass vom bisher bekannten bauartbedingten Montagekonzept der Führungsrollen - nämlich Montage der Führungsrolle auf der feststehenden Welle und gezieltes Vorspannen der Wälzlagerung auf der Welle abgerückt wird und die Führungsrolle als fertige Baueinheit ausgebildet ist, sodass auf ein Vorspannen im Zuge des Montageprozesses verzichtet werden kann. Vorteilhaft hierbei ist, dass der Montageprozess einfacher und schneller erfolgen kann und falsches Einstellen der Führungsrollen, welches zu verminderter Lebenszeit führt, zuverlässig verhindert werden kann.According to the invention is therefore geared to that of the previously known design-related assembly concept of the guide rollers - namely mounting the guide roller on the fixed shaft and targeted biasing the roller bearing on the Shaft is moved away and the guide roller is designed as a finished unit, so that can be dispensed with a biasing in the course of the assembly process. The advantage here is that the assembly process can be done easier and faster and incorrect adjustment of the guide rollers, which leads to reduced lifespan, can be reliably prevented.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Führungsrolle einen gemeinsamen einteiligen Außenring und einen gemeinsamen einteiligen Innenring für die beiden Wälzkörperreihen aufweist. Hierdurch wird erreicht, dass die axiale Ausrichtung der Laufbahnen der Innenringe zu den Laufbahnen der Außenringe und damit die Vorspannung der beiden Wälzkörperreihen bereits vor der Montage der Führungsrolle auf der Welle fest eingestellt ist. Die Vorspannung innerhalb der beiden Wälzkörperreihen wird also durch die Abmessungen der Lagerringe und der Wälzkörper bestimmt. Die Vorspannung der beiden Wälzlager erfolgt somit bereits bei der Herstellung der Führungsrolle und damit komplett unabhängig vom Montageprozess der Führungsrolle in der Anwendung.It is preferably provided that the guide roller has a common one-piece outer ring and a common one-piece inner ring for the two rows of rolling elements. This ensures that the axial alignment of the raceways of the inner rings to the raceways of the outer rings and thus the bias of the two rows of rolling elements is already fixed on the shaft before mounting the guide roller. The bias within the two rows of rolling elements is thus determined by the dimensions of the bearing rings and the rolling elements. The bias of the two bearings is thus already in the production of leadership and thus completely independent of the assembly process of the leadership in the application.

Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel weißt die Führungsrolle einen gemeinsamen einteiligen Außenring und einen gemeinsamen einteiligen Innenring für die beiden Wälzkörperreihen auf. Vorteilhaft hierbei ist, dass sich die Teileanzahl der Führungsrolle reduziert, damit die Montage einfacher und schneller erfolgen kann. Durch die Ausgestaltung des einteiligen Innenringes und des einteiligen Außenringes kann die Vorspannung innerhalb des Lagers unabhängig von der Montage realisiert werden, da die unmontierte Baueinheit bereits eine vorbestimmte Vorspannung aufweist.According to an advantageous embodiment, the guide roller has a common one-piece outer ring and a common one-piece inner ring for the two rows of rolling elements. The advantage here is that reduces the number of parts of the leadership role, so that the assembly can be done easier and faster. Due to the configuration of the one-piece inner ring and the one-piece outer ring, the bias can be realized within the bearing regardless of the mounting, since the unmounted unit already has a predetermined bias.

Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass der Innenring zwei Laufbahnen für die Wälzkörperreihen aufweist, wobei die Laufbahnen die Wälzkörper in einem Umfangswinkelbereich < 90 Grad umschließen und wobei ein axial mittiger Bereich des Innenringes zwischen den beiden Wälzkörperreihen, ausgehend von Bereichen radial innerhalb der Wälzkörper nach radial innen versetzt ist und eine radiale Öffnung zur Aufnahme von Schmierfett aufweist. Vorteilhaft hierbei ist, dass die Führungsrolle sowohl als vorgefettete Einheit ausgestaltet werden kann, als auch zum Nachschmieren geeignet ist. Hierzu muss lediglich die Öffnung mit einer Schmiereinrichtung verbunden werden. Der zurückgesetzte Bereich dient als Schmiermittelreservoir und eignet sich als Aufnahmeraum für Schmiermittel.A preferred embodiment provides that the inner ring has two raceways for the Wälzkörperreihen, the raceways enclose the rolling elements in a circumferential angle range <90 degrees and wherein an axially central portion of the inner ring between the two rows of rolling elements, starting radially from radially inward of the rolling elements is internally offset and has a radial opening for receiving grease. The advantage here is that the guide roller can be configured both as a pre-greased unit, as well as suitable for relubricating. For this purpose, only the opening must be connected to a lubrication device. The recessed area serves as a lubricant reservoir and is suitable as a receiving space for lubricant.

Durch den bevorzugten Umfangswinkelbereich < 90 Grad am Innenring kann Schmiermittel besonders gut an die Druckbereiche der Laufbahnen gelangen.Due to the preferred circumferential angle range <90 degrees on the inner ring, lubricant can reach the pressure areas of the raceways particularly well.

Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass das Wälzlager als zweireihiges Schrägkugellager in O-Anordnung ausgebildet ist, wobei vorzugsweise beide Reihen des Schrägkugellagers als Zweipunktlager ausgebildet sind. Die Ausgestaltung als Zweipunktlager ist bezüglich des Rollwiderstandes und Reibungswiderstandes besonders vorteilhaft. Ein geringer Widerstand hat sich aufgrund der hohen Beschleunigungskräfte als besonders vorteilhaft für die Wälzkörper erwiesen, da Gleitphasen der Wälzkörper während des Hochbeschleunigens zumindest vermindert werden können. Alternativ können jedoch auch Vierpunktlager Verwendung finden, die bezüglich des Lastaufnahmevermögens vorteilhaft sind. Durch die Ausbildung als Schrägkugellager werden die vom Draht ausgeübten Stoßkräfte sowohl radial als auch axial besonders gut aufgenommen und können radial und axial aufgenommen und abgeleitet werden. Die axiale Ableitung der vom Draht erzeugten Stoßkräfte erfolgt erfindungsgemäß innerhalb des einteiligen Innenringes, ohne dass dieser sich selbst nennenswert axial abstützen muss. A preferred embodiment provides that the rolling bearing is designed as a double-row angular contact ball bearing in an O arrangement, wherein preferably both rows of the angular contact ball bearing are designed as a two-point bearing. The design as two-point bearing is particularly advantageous with respect to the rolling resistance and frictional resistance. A low resistance has proven to be particularly advantageous for the rolling elements due to the high acceleration forces, since sliding phases of the rolling elements can be at least reduced during the high acceleration. Alternatively, however, four point bearings can be used, which are advantageous in terms of load bearing capacity. By training as angular contact ball bearings, the impact forces exerted by the wire are particularly well received both radially and axially and can be absorbed and discharged radially and axially. The axial dissipation of the impact forces generated by the wire is carried out according to the invention within the one-piece inner ring, without this has to support itself appreciably axially.

Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass das Verhältnis des Massenträgheitsmomentes des Außenringes zum Außendurchmesser des Außenringes (2)größer als 0,001 kg*m ist. Besonders bevorzugt ist ein Verhältnis größer als 0,0015 kg*m vorgesehen. Durch dieses gegenüber den bisherigen Führungsrollen viel höhere Verhältnis des Massenträgheitsmoments zum Außendurchmesser wird die auftretende Stoßenergie vorteilhaft so in Beschleunigungsenergie umgewandelt, dass die auf die Wälzkörper ausgeübten Kräfte zu keinen übermäßigen Gleitphasen der Wälzkörper führen. Es wird durch das hohe Massenträgheitsmoment gezielt ein gewisser Verschleiß des Außenringes in Kauf genommen, zugunsten eins verringerten Verschleißes der Laufbahnen und der Wälzkörper. Durch den hierdurch minimierten Verchleiß wird die einmal eingestellte Vorspannung auf im Wesentlich konstanter Vorspannung gehalten, wodurch die Lebensdauer der eigentlichen Wälzlagerung in der Führungsrolle im Vergleich zu den bekannten Führungsrollen mit minimierten Massenträgheitsmoment der Außenringes beträchtlich verlängert wird.A preferred embodiment provides that the ratio of the mass moment of inertia of the outer ring to the outer diameter of the outer ring ( 2 ) is greater than 0.001 kg * m. Particularly preferred is a ratio greater than 0.0015 kg * m provided. By this compared to the previous leadership roles much higher ratio of the mass moment of inertia to the outer diameter of the impact energy occurring is advantageously converted into acceleration energy that the forces exerted on the rolling elements do not lead to excessive sliding phases of the rolling elements. It is taken by the high moment of inertia targeted a certain wear of the outer ring in purchasing, in favor of a reduced wear of the raceways and the rolling elements. By thus minimizing Verchleiß once set bias is maintained at a substantially constant bias, whereby the life of the actual rolling bearing in the guide roller is considerably extended compared to the known guide rollers with minimized moment of inertia of the outer ring.

Durch das Verhältnis des Massenträgheitsmomentes zum Außendurchmesser des Außenringes größer als 0,001 kg*m wird somit eine Belastung auf die Wälzkörper aufgrund der auftretenden Stöße entscheidend vermindert. Das Verhältnis des Massenträgheitsmomentes zum Außendurchmesser des Außenringes sollte jedoch 0,004 kg*m nicht übersteigen, da oberhalb dieses Wertes der Verschleiß des Außenringes zugunsten der Lebensdauersteigerung der Wälzlager und Laufbahnen die Gesamtlebensdauer wiederum reduzieren würde. Vorteilhaft für eine optimierte Lebensdauer der Führungsrolle, bei der sowohl der Außenring als auch die Wälzlagerung eine bezüglich der Gesamtlebensdauer optimierte und aufeinander abgestimmten Verschleiß aufweisen, liegt in einem Bereich des Verhältnis des Massenträgheitsmomentes zum Außendurchmesser des Außenringes von 0,001 kg*m bis 0,004 kg*m . Besonders bevorzugt ist hierbei wenn das Verhältnis des Teilkreisdurchmessers zum Außendurchmesser des Außenringes kleiner als 0,5 ist. Dieses Verhältnis des Teilkreisdurchmessers zum Außendurchmesser in Kombination mit dem Verhältnis des Massenträgheitsmomentes zum Außendurchmesser des Außenringes von 0,001 kg*m bis 0,004 kg*m hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt.Due to the ratio of the mass moment of inertia to the outer diameter of the outer ring greater than 0.001 kg * m, a load on the rolling elements is thus significantly reduced due to the impact occurring. However, the ratio of the mass moment of inertia to the outer diameter of the outer ring should not exceed 0.004 kg * m, since above this value, the wear of the outer ring in favor of increasing the life of the bearings and raceways would in turn reduce the overall life. Beneficial for an optimized life of the guide roller, in which both the outer ring and the Rolling bearings have an optimized with respect to the overall life and matched wear, is in a range of the ratio of the mass moment of inertia to the outer diameter of the outer ring of 0.001 kg * m to 0.004 kg * m. It is particularly preferred in this case if the ratio of the pitch circle diameter to the outer diameter of the outer ring is less than 0.5. This ratio of the pitch circle diameter to the outer diameter in combination with the ratio of the mass moment of inertia to the outer diameter of the outer ring of 0.001 kg * m to 0.004 kg * m has proved to be particularly advantageous.

Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, die von den Drucklinien gebildeten Kegel sich innerhalb des Außenringes schneiden. Vorteilhaft hierbei ist, dass auch bei Verschleiß des Außenringes, bei welchem dieser im Bereich der Aufnahme des Drahtes verbraucht wird und somit der Durchmesser abnimmt die von den Drucklinien gebildeten Kegel sich weiterhin innerhalb des Außenringes schneiden. Hierdurch wird erreicht, dass sich bei Verschleiß des Außenringes der Druckbereich des Drahtes sich mehr und mehr dem Schnittpunkt der von den Drucklinien gebildeten Kegel annähert. Eine optimale Lastverteilung der Führungsrolle ist theoretisch dann erreicht, wenn sich der zu führende Draht, beziehungsweise der Druckbereich des Drahtes auf der Profilierung sich genau im Schnittpunkt der von den Drucklinien gebildeten Kegel befindet. Durch die Ausgestaltung derart dass sich der Schnittpunkt innerhalb des Außenringes schneidet wird vorteilhaft erreicht, dass sich bei einstellendem Verschleiß der Führungsrolle die Lastverhältnisse innerhalb der Führungsrolle verbessern und somit die durch den Verschleiß bedingten Einbußen der Führungseigenschaften durch eine sich verbessernde Lastverteilung und Lastableitung kompensiert werden.A preferred embodiment provides that the cones formed by the pressure lines intersect within the outer ring. The advantage here is that even with wear of the outer ring, in which this is consumed in the recording of the wire and thus the diameter decreases, the cone formed by the pressure lines continue to intersect within the outer ring. This ensures that, when the outer ring is worn, the pressure range of the wire approaches more and more the point of intersection of the cones formed by the pressure lines. Optimal load distribution of the guide roller is theoretically achieved when the wire to be guided, or the pressure range of the wire on the profiling is located exactly at the intersection of the cone formed by the pressure lines. Due to the design such that the intersection intersects within the outer ring is advantageously achieved that improve the load conditions within the leadership role in adjusting wear of the leadership and thus compensated by the wear losses of leadership properties by improving load distribution and load dissipation.

Besonders vorteilhaft ist, wenn sich die von den Drucklinien gebildeten Kegel radial innerhalb der Profilierung im Außenring schneiden.It is particularly advantageous if the cones formed by the pressure lines intersect radially within the profiling in the outer ring.

Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die Drucklinien der beiden Reihen des Schrägkugellagers einen Winkel α zwischen 50 Grad und 70 Grad zur Drehachse a des Außenringes einschließen. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, dass das Schrägkugellager bezüglich des Verhältnisses der radialen Kräfte zu den axialen Kräften optimiert ist, sodass zum einen die Radialkraft des Drahtes die innerhalb der Führungsrolle in einen axialen Anteil umgewandelt wird zuverlässig aufgenommen wird. Weiterhin kann sowohl die Vorspannung der beiden Schrägkugellager in diesem Winkelbereich exakt eingestellt werden, da der radiale Anteil nicht zu hoch ist, jedoch groß genug um die Radialkraft aufzunehmen.A preferred embodiment provides that the pressure lines of the two rows of angular contact ball bearing an angle α between 50 degrees and 70 degrees to the axis of rotation a of the outer ring. This advantageously achieves that the angular contact ball bearing is optimized with respect to the ratio of the radial forces to the axial forces, so that on the one hand, the radial force of the wire is converted into an axial portion is reliably absorbed within the leadership role. Furthermore, both the bias of the two angular contact ball bearings can be set exactly in this angular range, since the radial portion is not too high, but large enough to absorb the radial force.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass die Drucklinien der beiden Reihen des Schrägkugellagers einen Winkel α zwischen 50 Grad und 70 Grad zur Drehachse a des Außenringes einschließen und dass zusätzlich sich die von den Drucklinien gebildeten Kegel innerhalb des Außenringes schneiden, wobei das Verhältnis des Massenträgheitsmomentes zum Außendurchmesser des Außenringes in einem Bereich von 0,001 kg*m bis 0,004 kg*m liegt.A particularly preferred embodiment provides that the pressure lines of the two rows of angular contact ball bearing an angle α between 50 degrees and 70 degrees to the axis of rotation a and that in addition the cones formed by the pressure lines intersect within the outer ring, the ratio of the mass moment of inertia to the outer diameter of the outer ring being in a range from 0.001 kg * m to 0.004 kg * m.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Führungsrolle sieht vor, dass der Außenring an seiner Innenumfangsfläche beidseitig axial außerhalb der Wälzkörperreihen radiale Nuten zur Aufnahme von Dichtungselementen aufweist. Hierdurch kann vorteilhaft eine abgedichtete Führungsrolle als fertige Baueinheit dargestellt werden. Besonders vorteilhaft ist hierbei, wenn die Dichtungselemente als elastisch in die Nuten eingeklipste Dichtungselemente ausgestaltet sind. Besonders bevorzugt ist die Ausgestaltung als nicht den Innenring berührende Ausgestaltung der Dichtfläche. Hierdurch wird durch die Dichtungselemente die innere Reibung der Führungsrolle nicht erhöht jedoch eine Dichtfunktion bereitgestellt. Besonders vorteilhaft ist, wenn die Dichtelemente als radiale Dichtscheiben mit einer Spaltdichtung zwischen dem radial inneren Ende der Dichtscheibe und dem Außenring ausgebildet sind.A further advantageous embodiment of the guide roller provides that the outer ring on both sides of its inner peripheral surface axially outside the Wälzkörperreihen radial grooves for receiving sealing elements. In this way, advantageously, a sealed guide roller can be displayed as a finished unit. In this case, it is particularly advantageous if the sealing elements are configured as sealing elements which are elastically clipped into the grooves. Particularly preferred is the configuration as not the inner ring contacting design of the sealing surface. As a result, the inner friction of the guide roller is not increased by the sealing elements, however, provided a sealing function. It is particularly advantageous if the sealing elements are designed as radial sealing disks with a gap seal between the radially inner end of the sealing disk and the outer ring.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Arbeitswalze in einer Drahtwalzstraße mit einer als fertigen Baueinheit ausgebildeten Führungsrolle.The invention further relates to a work roll in a wire rolling mill with a trained as a finished unit leadership role.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figur beschrieben.The invention will be described below with reference to the figure.

In der Figur ist eine Führungsrolle gezeigt, welche als fertige Baueinheit ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass die Führungsrolle lediglich aus einem einzigen Bauteil besteht und nicht aus verschiedenen losen Bauteilen erst zusammengesetzt werden muss. Sämtliche Bauteile der fertigen Baueinheit sind bereits in ihrer endgültigen Lage und Anordnung und in der relativen Lage zu den anderen Bauteilen montiert und angeordnet.In the figure, a guide roller is shown, which is designed as a finished unit. This means that the leadership role consists of only one component and does not have to be assembled from different loose components. All components of the finished unit are already mounted and arranged in their final position and arrangement and in relative position to the other components.

Die Führungsrolle besteht aus dem einteiligen Außenring 2, welcher einen Außenmantel 5 aufweist, der an seiner radial außen liegenden Mantelfläche eine integral ausgebildete Profilierung 6 für einen zu führenden Draht aufweist. Hierzu ist die Profilierung bevorzugt V-förmig oder U-förmig ausgebildet. Die Profilierung 6 ist axial symmetrisch ausgebildet, sodass ein Draht mittig des Außenringes geführt wird.The guide roller consists of the one-piece outer ring 2 which has an outer jacket 5 has, on its radially outer circumferential surface an integrally formed profiling 6 for a leading wire. For this purpose, the profiling is preferably V-shaped or U-shaped. The profiling 6 is formed axially symmetrical, so that a wire is guided in the middle of the outer ring.

Der Innenring 3 ist ebenfalls einteilig ausgebildet und weißt zwei Laufbahnen 7 auf. Der Außenring 2 weißt zwei korrespondierende Laufbahnen 13 auf. Zwischen den Laufbahnen 7 und 13 sind als Kugeln ausgebildete Wälzkörper 4 angeordnet. Die Führungsrolle 1 ist als zweireihiges Schrägkugellager ausgebildet, die Drucklinien 10 der beiden Reihen des Schrägkugellagers bilden mit der Drehachse a des Außenringes 2 den Winkel α. Das Ausführungsbeispiel weist hierbei einen Winkel von jeweils 60 Grad auf. Das zweireihige Schrägkugellager ist in sich vorgespannt, sodass die beiden Wälzkörperreihen zwischen ihren Laufbahnen 7, 13 unter einem eingestellten Vorspannungsdruck stehen. Diese Vorspannung wird beim Zusammenbau der Führungsrolle aufgebracht und ist durch die Kugeldurchmesser und Abstand der Laufbahnen zueinander vorgegeben. Die einzelnen Drucklinien 10 jeder Kugel einer Reihe des Schrägkugellagers bilden zusammen einen Kegel. Die beiden Kegel der beiden Reihen der Wälzkörper schneiden sich innerhalb des Außenringes 2 auf einer gedachten Kreislinie 14. Die beiden Schrägkugellager der Führungsrolle sind als Zweipunktlager ausgebildet und in O- Anordnung zueinander angeordnet. Der mittige Bereich 8 des Innenringes 3 weist einen kleineren Außendurchmesser auf als die Laufbahnen 7 des Innenringes 3 Hierdurch wird ein Aufnahmeraum für Schmierfett gebildet. Die radiale Öffnung 9 verbindet eine Innenumfangsoberfläche des Innenringes 3 mit dem Aufnahmeraum und dient zur Befüllung des Schrägkugellagers mit Schmierfett. In die Innenumfangsfläche des Außenringes 2 sind axial außerhalb der beiden Kugelreihen zwei Nuten 11 eingearbeitet, welche zur Aufnahme von Dichtungselementen 12 dienen, die mit dem Außenring drehfest verbunden sind. Die Dichtungselemente sind als Dichtscheiben aus Blechmaterial ausgeführt. Im Bereich ihrer radialen inneren Stirnseiten bilden sie eine Spaltdichtung mit der der Stirnseite gegenüberliegenden Außenumfangsfläche des Innenringes 3. Insgesamt ist eine abgedichtete als fertige Baueinheit ausgebildete Führungsrolle dargestellt welche ohne weitere Montage oder Demontageschritte auf eine Welle eines Drahtwalzgerüstes montiert werden kann. Der Montageaufwand dieser Rolle ist somit minimiert wodurch Stillstandzeiten durch Wechsel von Führungsrollen reduziert werden können.The inner ring 3 is also formed in one piece and knows two careers 7 on. The outer ring 2 know two corresponding careers 13 on. Between the raceways 7 and 13 are formed as balls rolling elements 4 arranged. The leadership 1 is designed as a double-row angular contact ball bearings, the pressure lines 10 the two rows of angular contact ball bearing form with the axis of rotation a of the outer ring 2 the angle α. The embodiment in this case has an angle of 60 degrees. The double-row angular contact ball bearing is biased in itself, so that the two rows of rolling elements between their tracks 7 . 13 are under a set preload pressure. This bias is applied during assembly of the guide roller and is determined by the ball diameter and distance of the raceways to each other. The individual printing lines 10 each ball of a row of angular contact ball bearings together form a cone. The two cones of the two rows of rolling elements intersect within the outer ring 2 on an imaginary circle line 14 , The two angular contact ball bearings of the guide roller are designed as a two-point bearing and arranged in O arrangement to each other. The central area 8th of the inner ring 3 has a smaller outer diameter than the raceways 7 of the inner ring 3 As a result, a receiving space for grease is formed. The radial opening 9 connects an inner peripheral surface of the inner ring 3 with the receiving space and is used to fill the angular contact ball bearing with grease. In the inner peripheral surface of the outer ring 2 are axially outside the two rows of balls two grooves 11 incorporated, which for receiving sealing elements 12 serve, which are rotatably connected to the outer ring. The sealing elements are designed as sealing disks made of sheet metal material. In the region of their radial inner end faces they form a gap seal with the outer peripheral surface of the inner ring opposite the end face 3 , Overall, a sealed trained as a finished unit leadership is shown which can be mounted without further assembly or disassembly steps on a shaft of a wire rolling mill. The assembly cost of this role is thus minimized whereby downtime can be reduced by changing leadership roles.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Führungsrolleleadership
22
Außenringouter ring
33
Innenringinner ring
44
Wälzkörperrolling elements
55
Außenmantelouter sheath
66
Profilierungprofiling
77
Laufbahnenraceways
88th
mittiger Bereichcentral area
99
radiale Öffnungradial opening
1010
Drucklinienpressure lines
1111
Nutgroove
1212
Dichtungselementsealing element
1313
Laufbahnenraceways
1414
Kreisliniecircle line
aa
Drehachseaxis of rotation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 20109015 U1 [0005]DE 20109015 U1 [0005]
  • DE 10126219 C2 [0006]DE 10126219 C2 [0006]

Claims (10)

Führungsrolle (1) zur Führung eines Drahtes zu einer oder von einer Arbeitswalze in einer Drahtwalzstraße, wobei die Führungsrolle (1) als Wälzlager mit einem rotierenden Außenring (2) , einem feststehenden Innenring (3) und dazwischen abrollenden Wälzkörpern (4) ausgebildet ist, und wobei der Außenring (2) einen Außenmantel (5) mit einer Profilierung (6) zur Führung des Drahtes aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsrolle (1) als zweireihiges vorgespanntes Wälzlager ausgebildet ist und als fertige Baueinheit auf einer feststehenden Welle der Drahtwalzstraße montierbar ist, ohne dass ein oder mehrere Teile der Baueinheit im Zuge des Montagevorganges zueinander eingestellt, insbesondere vorgespannt werden müssen.Guide roller (1) for guiding a wire to or from a work roll in a wire rolling line, wherein the guide roller (1) is designed as a rolling bearing with a rotating outer ring (2), a fixed inner ring (3) and rolling therefrom rolling elements (4), and wherein the outer ring (2) has an outer casing (5) with a profiling (6) for guiding the wire, characterized in that the guide roller (1) is designed as a double-row preloaded roller bearing and mounted as a finished assembly on a fixed shaft of the wire rolling mill is, without one or more parts of the assembly set in the course of the assembly process to each other, in particular must be biased. Führungsrolle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsrolle (1) einen gemeinsamen einteiligen Außenring(2) und einen gemeinsamen einteiligen Innenring (3) für die beiden Wälzkörperreihen aufweist.Guide roller (1) to Claim 1 , characterized in that the guide roller (1) has a common one-piece outer ring (2) and a common one-piece inner ring (3) for the two rows of rolling elements. Führungsrolle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (3) zwei Laufbahnen (7) für die Wälzkörperreihen aufweist, wobei die Laufbahnen (7) die Wälzkörper in einem Umfangswinkelbereich < 90 Grad umschließen und wobei ein axial mittiger Bereich (8) des Innenringes (3) zwischen den beiden Wälzkörperreihen, ausgehend von Bereichen radial innerhalb der Wälzkörper (4), nach radial innen versetzt ist und eine radiale Öffnung (9) zur Aufnahme von Schmierfett aufweist.Lead role after Claim 2 , characterized in that the inner ring (3) has two raceways (7) for the rows of rolling elements, wherein the raceways (7) surround the rolling elements in a circumferential angle range <90 degrees and wherein an axially central region (8) of the inner ring (3) between the two rows of rolling elements, starting from areas radially within the rolling elements (4), is offset radially inward and has a radial opening (9) for receiving grease. Führungsrolle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager als zweireihiges Schrägkugellager in O-Anordnung ausgebildet ist, wobei vorzugsweise beide Reihen des Schrägkugellagers als Zweipunktlager ausgebildet sind.Lead role after Claim 2 , characterized in that the rolling bearing is designed as a double-row angular contact ball bearing in O arrangement, wherein preferably both rows of the angular contact ball bearing are designed as a two-point bearing. Führungsrolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Massenträgheitsmomentes des Außenringes (2) zum Außendurchmesser des Außenringes (2) > 0,001 kg*m, vorzugsweise > 0,0015 kg*m, ist.Guide roller according to one of the preceding claims, characterized in that the ratio of the mass moment of inertia of the outer ring (2) to the outer diameter of the outer ring (2)> 0.001 kg * m, preferably> 0.0015 kg * m is. Führungsrolle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Drucklinien (10) gebildeten Kegel sich innerhalb des Außenringes (2) schneiden.Lead role after Claim 4 , characterized in that the cones formed by the pressure lines (10) intersect within the outer ring (2). Führungsrolle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Drucklinien (10) gebildeten Kegel sich radial innerhalb der Profilierung (6) im Außenring (2) schneiden.Lead role after Claim 6 , characterized in that the cones formed by the pressure lines (10) intersect radially within the profiling (6) in the outer ring (2). Führungsrolle nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucklinien (10) der beiden Reihen des Schrägkugellagers einen Winkel α zwischen 50 Grad und 70 Grad zur Drehachse a einschließen.Lead role after Claim 6 or 7 , characterized in that the pressure lines (10) of the two rows of angular contact ball bearing form an angle α between 50 degrees and 70 degrees to the axis of rotation a. Führungsrolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsrolle abgedichtet ist, wobei der Außenring (2) an seiner Innenumfangsfläche beidseitig axial außerhalb der Wälzkörperreihen radiale Nuten (11) zur Aufnahme von Dichtungselementen (12) aufweist.Guide roller according to one of the preceding claims, characterized in that the guide roller is sealed, wherein the outer ring (2) on its inner circumferential surface on both sides axially outside the Wälzkörperreihen radial grooves (11) for receiving sealing elements (12). Arbeitswalze in einer Drahtwalzstraße mit einer Führungsrolle nach einem der Ansprüche 1 bis 9 Work roll in a wire rolling mill with a guide roller according to one of Claims 1 to 9
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112897121A (en) * 2021-01-19 2021-06-04 宝武杰富意特殊钢有限公司 Method for preventing steel part surface from being scratched and vertical wheel

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