DE1427942B2 - Walzenhalterung fuer starre walzenlager - Google Patents

Description

die elastische Verformung (bei gleichen Abmessungen des gewalzten Materials) um etwa 4O°/o höher als bei Walzwerken, bei denen die Erfindung angewendet ist. Das Walzwerk ist also bei Anwendung der Erfindung nicht nur viel steifer, sondern auch noch erheblich einfacher und leichter. Daraus ergibt sich eine Verbilligung der Installations- und der Betriebskosten. Es konnte festgestellt werden, daß bei einem irrtümlichen doppelten Walzen einer Bramme der einzige auftretende Schaden darin bestand, daß ίο zwei von den vier Schrauben gebrochen sind. Diese ließen sich sehr leicht auswechseln, und die benötigten Ersatzteile waren verhältnismäßig billig. Bei einem Walzwerk der üblichen Bauart sind die notwendigen Ersatzteile wesentlich teuer, und ein Zusammenbruch hat wesentlich tiefer greifende Störungen des Betriebes zur Folge. Gewöhnlich bricht bei einem derartigen Fehler mindestens einer der Arbeitswalzen-Zapfen und meist auch noch ein Zapfen einer Gegenwalze, wobei die Lager und Lagerblöcke zerstört werden. Es gibt auch Fälle, wo das Gehäuse des Walzwerks zu Bruch ging.

Es wurde eingangs bereits bemerkt, daß bei den bekannten Walzwerken zwar schon eine Verstellung der Walzenlager mittels Schrauben benutzt worden ist, daß dabei aber die Lager lediglich parallel zur Schraubenachse verstellbar gewesen sind, also nicht winkelbeweglich waren. Eine solche Beweglichkeit muß aber gefordert werden, da hochbeanspruchte Walzen eine Durchbiegung erfahren. Ihre Lager müssen also so gebaut sein, daß sie dieser Durchbiegung nachgeben können. Auch das ist bereits bekannt gewesen, und man hat deshalb sphärisch geformte Kugel- oder Rollenlager benutzt, die ein Selbst-Ausrichten der Lager mit der jeweils durch die Durchbiegung gegebenen Richtung des Walzenzapfens ermöglichen. Dabei war jedoch auf jedem Walzenzapfen nur ein einziges derartiges Lager vorgesehen. Solange die Beanspruchung beim Walzen verhältnismäßig gering bleibt, sind solche einfachen Lager auch ausreichend.

Anders liegen die Verhältnisse, wenn das Walzwerk sehr hohen Beanspruchungen unterliegt, insbesondere nicht nur zum Warmwalzen, sondern auch zum Kaltwalzen verwendet werden soll. Dann müssen auf einem einzelnen Zapfen einer Walze mehrere Lager untergebracht werden, oder es müssen Lagerformen benutzt werden, die in der Lage sind, die hohen Beanspruchungen aufzunehmen. Die bisher erwähnten, sphärisch gestalteten Lager eignen sich hierfür nicht. Versieht man nun bei einem Walzwerk die Zapfen mit derartigen Lagern, so haben die hohen Beanspruchungen beim Walzen zur Folge, daß die Lagerblöcke der Walzendurchbiegung nachgeben. Umzulässig hohe Beanspruchungen der Lager durch nichtfluchtende Einstellung müssen hierbei aber vermieden werden. Dies ist möglich, wenn die Maßnahmen nach der Erfindung angewandt werden.

Zur Erläuterung des erzielten Fortschrittes sei angeführt, daß versuchsweise zwei Walzwerke miteinander verglichen wurden, wobei es sich einmal um ein solches nach der Erfindung und das andere Mal um ein Walzwerk der üblichen Bauart handelte. Beide waren für dieselben Blechabmessungen und dieselben Walzbeanspruchungen gebaut. Das Walzwerk, bei dem die Erfindung angewandt war, zeigte ein Gewicht von nur 60% des Gewichtes des anderen, in der üblichen Weise gebauten Walzwerks, doch es erwies sich als wesentlich steifer und ergab Walzprodukte mit geringeren Toleranzen.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform einer Walzenhalterung nach der Erfindung mit drehbaren Muttern und feststehenden Stellschrauben,

F i g. 2 eine Einzelheit der Ausführungsform nach

F i g. 3 eine Ansicht aus einer anderen Richtung der Ausführungsform nach F i g. 1,

F i g. 4 eine Einzelheit einer anderen Ausführungsform — nämlich nach F i g. 5 — einer Walzenhalterung nach der Erfindung mit drehbaren Stellschrauben und festliegenden Muttern,

F i g. 5 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Ausführungsform nach F i g. 4,

F i g. 6 eine Ansicht aus einer anderen Richtung der Ausführungsform nach F i g. 5 und

F i g. 7 eine im wesentlichen der F i g. 6 entsprechende Ansicht jedoch eines Triowalzstuhles.

F i g. 1 zeigt eine Seitenansicht einer Walzenhalterung in einem Walzenstuhl mit vier Walzen. Die Stützwalzen 1 und 4 sind in Rollenlagern 1 b und Axiallagern 1 c in den Stützwalzen-Lagergehäusen 1 α und 4 α angeordnet, die im Schnitt im linken unteren Teil der F i g. 1 gezeigt sind.

Die Arbeitswalzen 2 und 3 stützen sich auf den Stützwalzen ab und werden in Walzrichtung durch zylindrische Rollenlager Ib gegen die Stützwalzen-Lagergehäuse 1 α in F i g. 3 abgestützt und in axialer Richtung durch Axiallager 2 c geführt.

Der rechte Abschnitt des Lagergehäuses zeigt einen Schnitt durch die Stellschrauben. F i g. 3 zeigt eine Endansicht der paarweisen Walzenhalterung des Walzenstuhles, aus der hervorgeht, daß der Walzdruck von dem unteren Stützwalzen-Lagergehäuse 1 α mittels einer Stellschraube 15 auf jeder Seite der Walzenlager auf das obere Stützwalzen-Lagergehäuse 4 α übertragen wird. Die beiden Stellschrauben 15 werden gleichlaufend eingestellt und durch Stellschraubengetriebe 28 betätigt.

Die Stützwalzen-Lagergehäuse 1 α und 4 a, F i g. 3, sind verlängert, so daß sie die Lagergehäuse 2 α bzw. 3 α der Arbeitswalzen in der Weise umschließen, daß der Verlängerungsabschnitt 1 d bzw. 4 d die Führung für das Lagergehäuse 2 a bzw. 3 a der entsprechenden Arbeitswalze bildet und daß gleichzeitig die Stellschrauben 15 kurz ausgeführt werden können. Infolgedessen ergibt sich nur eine geringe Abfederung gegen den Walzdruck in den Stellschrauben. Die Kräfte werden auf die größeren Abmessungen der Verlängerungsabschnitte 1 d und 4 d der Stützwalzen-Lagergehäuse übertragen, welche auf Grund der geringen Last weniger pro Längeneinheit federn als die Stellschrauben.

In F i g. 2 ist ein Keil 11 dargestellt, der eine Drehbewegung der Stellschraube 15 und der unteren Mutter 12 verhindert. Die Mutter 12 ruht mit einer sphärischen Auflagefläche vom Radius R auf einer Scheibe 13, die mit Preßsitz im Lagergehäuse 1 a sitzt, so daß der Walzdruck des Werkstückes α in F i g. 1 durch vollständige Flächenabstützung von dem Lagergehäuse 1 α auf die Mutter 12 übertragen wird. Auf Grund der sphärischen Auflageflächen bleibt die Flächenberührung erhalten, selbst wenn

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der Walzdruck sich ändert, wie in Fig. 1 gezeigt rung in einem Duo-Walzgerüst, wobei die Lagergewird, und ohne daß die Lager 1 b Kantenbelastungen häuse zur Darstellung der Walzenlager und der Stellunterworfen sind. Die Abfederung gegen den Walz- Schrauben teilweise im Schnitt dargestellt sind, druck kann auf einen Kleinstwert beschränkt werden, Fig. 6 zeigt eine Endansicht der gleichen Anordda die erheblichen Federwirkungen fehlen, welche 5 nung.

durch punkt- und linienförmige Berührung verur- F i g. 5 zeigt in übertriebener Weise die Winkelstel-

sacht werden. lung der Stellvorrichtung. Die in Rollenlagern 5 b

Falls erwünscht, kann die Reibung auf den sphäri- und Axiallagern 5 c gelagerten Walzen 5 und 6 sind

sehen Auflageflächen dadurch verringert werden, in Achsrichtung auf das Maß C eingestellt, so daß die daß durch das Rohr 14 unter hohem Druck stehen- io Walzenkaliber 5 d und 6 d ein kreisförmig gewalztes

des Öl zugeführt wird. Material b erzeugen. Die axiale Einstellung wird

Die Teile 16, 17 und 18 sind Dichtungspackungen, durch Schrauben 5 e und 6 e gegen feste Führungsweiche das Eindringen von Wasser und Schmutz in flächen, die nicht dargestellt sind, ausgeführt. Die die Stellschraubenanordnung verhindern. Stellschrauben 44 passen sich selbst mittels der sphä-

Die sphärische Auflagefläche mit Radius R auf der 15 rischen Auflageflächen der geneigten Lage an. Dabei Mutter 22 und der zugehörigen Scheibe 19, die mit bewirkt eine passend geformte Keilverbindung 46 die einem Versorgungsrohr 20 für unter hohem Druck spannungslose Übertragung der Stellungen der Stellstehendes öl versehen und die in das Lagergehäuse schrauben auf das Stellschraubengetriebe 47.
4 α eingeschrumpft ist, übertragen den Walzdruck In diesem Falle werden die Muttern 42 drehfest von der Stellschraube 15 auf das obere Stützwal- 20 mittels Keilen in den Abdeckungen 40 befestigt, die zen-Lagergehäuse 4 a. Auf Grund des Einschrump- ihrerseits in dem Lagergehäuse 5 a und 6 a befestigt fens in das Lagergehäuse wirkt die Scheibe 19 ge- sind. Tellerfedern 41 halten die Muttern 42 gegen die nauso als Stütze, als ob die sphärische Auflagefläche sphärischen Auflageflächen der Scheiben 43 gepreßt, unmittelbar in dem Lagergehäuse ausgebildet wäre. wodurch die obere Walze 6 im angehobenen Zustand

Zur Einstellung des Walzenspiels wird die Mutter 25 gehalten wird. Das Gewindespiel ist jedoch für die

22 über eine Keilverbindung 23, 25 mit der Buchse obere Walze nicht beseitigt. Dichtungen 45 in der

24, F i g. 1 und 2, von der Stelleinrichtung 26, 27 aus Art der Kolbenringe verhindern, daß Wasser und

gedreht. Die Keilnutverbindung 23, 25 ist so gestal- Schmutz eintreten kann.

tet, daß das Stellschraubengetriebe 28 und die Mut- Mittels der Lager 49 am unteren Ende der rechtstem 22 sich frei einstellen und die Winkelstellungen 30 gängigen und linksgängigen Stellschrauben 44 kann einnehmen können, die durch das Biegen der Walzen die Walzenhalterung auf einem Träger ruhen, so daß bei sich ändernden Walzdrucken, wie übertrieben in die Höhee, Fig. 6, der Walzlinie unverändert bleibt, F i g. 1 dargestellt ist, erforderlich werden. unabhängig von der Spieleinstellung zwischen den

Fig. 1 zeigt eine Ölablaßbohrung4<?, und Fig. 2 Walzen. Das ist wichtig für fortlaufend arbeitende

zeigt eine Öldichtung 21 zwischen den Gewinden der 35 Walzwerke für Stahlstangen und -bänder, bei denen

Mutter 22 und der Stellschraube 15, wodurch ermög- das zu walzende Material auf einem exakt geraden

licht wird, durch ölumlauf eine vollständige Schmie- Weg zwischen den Walzenpaaren laufen muß, unab-

rung der Gewinde aufrechtzuerhalten. Eine öffnung hängig von Stauchungen oder Abflachungen,

für den Einbau der Mutter 22 und der Scheibe wird F i g. 7 zeigt eine Walzenhalterung in einem aus

durch den Deckel verschlossen. 40 drei Walzen 7, 8 und 9 bestehenden Trio-Walzgerüst

Die Scheiben 13, 19 in F i g. 2 können auch durch mit einer drehbaren Stellschraube 68, die mit einem Verschraubung in der Verlängerung 1 d, 4 d befestigt Kopf 61 versehen ist, der sphärische Auflageflächen werden, wie in F i g. 4 dargestellt ist, in der die Stell- aufweist, die über die Scheiben 60 und 67 den Walschrauben zur Einstellung des Walzenspiels drehbar zendruck übertragen und die obere Walze 9 anheben sind. Bei dieser Ausführungsform haben die Stell- 45 können. Die Lagergehäuse sind mit 7 a, 8 a und 9 a schrauben 68 jeweils einen Kopf 61, der in dem Ver- bezeichnet.

längerungsstück 1 d des Stützwalzen-Lagergehäuses Die Stellschraube 68 wird in dem Lagergehäuse durch eine Scheibe 62 festgelegt ist, die zur sphäri- 8 a durch einen eingeschraubten Ring bzw. eine sehen Flächenabstützung gegen den Kopf 61 der Scheibe 62 festgelegt, der mit einer sphärischen Auf-Stellschraube eingeschraubt ist. Falls erwünscht, 50 lagefläche gegen den Kopf 61 der Stellschraube liegt, kann der Kopf 61 sich an seinem unteren Ende auf Die Mutter 65 wird durch Keile 66 an der Drehung eine Scheibe 60 in dem Stützwalzen-Lagergehäuse gehindert; sie ist in dem Lagergehäuse 9 a durch stützen, so daß die obere Stützwalze 4 angehoben ge- einen eingeschraubten Ring bzw. Scheibe 64 festgehalten wird. legt, der eine sphärische Auflagefläche mit der Mut-

Die Mutter 65 wird durch gleichartige Scheiben 64 55 ter 65 hat. Das obere Lagergehäuse 7 α wird durch

und 67 in dem Verlängerungsabschnitt 4 d des obe- Abstützung gegen die Scheibe 67 gehoben. Dichtun-

ren Stützwalzen-Lagergehäuses festgelegt und durch gen 63 verhindern, daß Wasser und Schmutz zwi-

Keile 66 an der Drehung gehindert. sehen die Stützflächen gelangen kann.

Theoretisch ist nichts dagegen einzuwenden, die Zum Stellschraubengetriebe 70, 71 hin ist eine ge-

Auflageflächen zwischen der Mutter 65 und den 60 eignete, winkelbewegliche Kupplung 69 vorgesehen,

Scheiben 64 und 67 zylindrisch zu gestalten, wobei die ermöglicht, daß die Stellschrauben sich in ihren

die Zylinderachse sich parallel zu der Richtung des Winkelstellungen so gegeneinander neigen, wie es im

zu walzenden Guts erstreckt. Hinblick auf die Biegung und die axiale Lage der

F i g. 5 zeigt eine Seitenansicht der Walzenhalte- Walzen erforderlich ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 belastungen unterworfen sind. Deshalb ist es von we- Patentansprüche: sentlicher Bedeutung, daß die Lagergehäuse sich un belastet auf die Richtung des Laufzapfens einstellen

1. Walzenhalterung für starre Walzenlager, wie können (schwedisches Patent 120 359). zylindrische Gleitlager und Vielreihen-Rollenla- 5 Bei einem älteren Vorschlag der eingangs genannger, mit die Lagergehäuse der Walzen durchset- ten Art sind die Bohrungen in den Lagergehäusen für zenden, auf Zug beanspruchten Stellschrauben, die Stellschrauben erweitert ausgebildet, damit die an deren Köpfe geformte Auflageflächen aufweisen ihren Enden biegesteif gelagerten Stellschrauben in und die winkelbeweglich gegenüber den Lagerge- diesem erweiterten Bereich der Bohrungen gegenüber hausen der Stützwalzen angeordnet sind, da- io den Lagergehäusen winkelbeweglich sind. Um die durch gekennzeichnet, daß die Auflage- Stellschrauben im Winkel zu bewegen, müssen Kräfte flächen der Muttern (12, 22, 42, 65) oder Köpfe aufgebracht werden, durch die diese Schrauben ver-(61) der Stellschrauben (15, 44, 68), wie bekannt, bogen werden. Diese Kräfte belasten die Lager in der sphärisch gestaltet sind und sich an Gegenflächen vorstehend beschriebenen Art (älteres deutsches Pavon in die Walzenlagergehäuse (la, 4 a bis 9a) 15 tent I 198 774).

eingeschrumpften oder eingeschraubten Scheiben Es ist weiterhin bekannt, bei Walzenhalterungen,

(13,19, 43, 64, 67) abstützen. deren Lagergehäuse nicht durch auf Zug bean-

2. Walzenhalterung nach Anspruch 1 mit spruchte Stellschrauben miteinander verbunden sind, Stützwalzen-Lagergehäusen, die verlängert sind zur Lagerung der Lagergehäuse sphärische Lagerflä- und die Lagergehäuse der Arbeitswalzen um- 20 chen für die Lagergehäuse vorzusehen. Diese sphärischließen und führen, dadurch gekennzeichnet, sehen Lagerflächen sind zur Einstellung des WaIzdaß kurze, ziehende Stellschrauben (15) in den Spaltes senkrecht zu den Achsen der Walzen nach Stützwalzen-Lagergehäusen (la, 4a) angeordnet oben und nach unten verstellbar (USA.-Patentschrift sind, die den Walzdruck unmittelbar von dem 1736 601).

verlängerten Abschnitt (1 d) des einen Stützwal- 25 Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, zen-Lagergehäuses (1 a) auf den verlängerten eine Walzenhalterung der eingangs genannten Art Abschnitt (4 d) des anderen Stützwalzen-Lager- zu schaffen, bei der die Stellschrauben keine die Lagehäuses (4 a) übertragen, und daß die sphäri- ger belastenden Biegekräfte aufzunehmen brauchen, sehen Gegenflächen für die Muttern bzw. Köpfe Diese Aufgabe wird grundsätzlich dadurch gelöst,

der Stellschrauben in den verlängerten Abschnit- 30 daß die Auflageflächen der Muttern oder Köpfe der ten der Stützwalzen-Lagergehäuse liegen. Stellschrauben, wie bekannt, sphärisch gestaltet sind

und sich an Gegenflächen von in die Walzenlagergehäuse eingeschrumpften oder eingeschraubten Schei-

ben abstützen.

35 Dadurch, daß die auf Zug beanspruchten Stellschrauben in sphärischen — oder im folgenden auch

Die Erfindung betrifft eine Walzenhalterung für als kugelförmig bezeichneten — Flächen gelagert starre Walzenlager, wie zylindrische Gleitlager und sind, können sie einerseits die Zugkräfte zur Auf-Vielreihen-Rollenlager, mit die Lagergehäuse der nähme der großen Lagerkräfte übertragen, anderer-Walzen durchsetzenden, auf Zug beanspruchten 4° seits erfolgt aber keine Beanspruchung der Lager Stellschrauben, deren Köpfe geformte Auflageflä- durch Biegekräfte, da sich die Schrauben an den chen aufweisen und die winkelbeweglich gegenüber sphärischen Flächen entsprechend einstellen, so daß den Lagergehäusen der Stützwalzen angeordnet sind. Biegekräfte vermieden werden.

Bei Walzenstühlen, die mit einem hohen Walz- In vorteilhafter Weise ist eine Walzenhalterung

druck im Verhältnis zum Walzendurchmesser arbei- 45 nach der Erfindung, die mit Stützwalzen-Lagergeten, ist es im Interesse einer langen Lebensdauer er- hausen ausgerüstet ist, die verlängert sind und die forderlich, starre Lager zu verwenden, z. B. unter Lagergehäuse der Arbeitswalzen umschließen und Hochdruck geschmierte Gleitlager Viel-Reihen-Ke- führen, derart ausgebildet, daß kurze, ziehende Stellgelrollenlager, doppelsphärische oder zylindrische schrauben in den Stützwalzen-Lagergehäusen an-Walzlager. Derartige Lager sind gegen Kantenbela- 50 geordnet sind, die den Walzdruck unmittelbar von stungen empfindlich. Deshalb müssen sie so ausgebil- dem verlängerten Abschnitt des einen Stützwalzendet sein, daß sich ihre Lagergehäuse auf die Neigung Lagergehäuses auf den verlängerten Abschnitt des der Laufzapfen einstellen können, die je nach der anderen Stützwalzen-Lagergehäuses übertragen, und Belastung veränderlich ist. Diese Bedingung wird im daß die sphärischen Gegenflächen für die Muttern wesentlichen bei einer bekannten Anordnung da- 55 bzw. Köpfe der Stellschrauben in den verlängerten durch erfüllt, daß der Kopf der Stellschraube seitlich Abschnitten der Stützwalzen-Lagergehäuse liegen, bewegbar durch die ovale Öffnung in einer der Die technische Prüfung und praktische Erprobung

Buchse des zugehörigen Lagergehäuses angeordnet von Walzgerüsten, die Walzennalterungen nach der ist. Bei sich ändernden Walzendrücken tritt jedoch Erfindung aufweisen, hat ergeben, daß solche Walzeine gewisse Biegung der Stellschraube ein. Diese 60 werke eine wesentlich größere Steifigkeit als die übli-Biegung bildet einen Widerstand gegenüber der chen Walzwerke aufweisen. Daher ist es möglich, mit Selbsteinstellung der Lager, und hierdurch wird die ihrer Hilfe beim Walzen wesentlich engere Toleran-Lebensdauer verringert, da die verschiedenen RoI- zen einzuhalten. Die Steifigkeit ist sogar so groß, daß lenreihen unterschiedlichen Belastungen unterworfen das Walzwerk zum Kaltwalzen verwendet werden sind, während bei Gleitlagern die Gefahr besteht, 65 kann, wobei die Walzbeanspruchung sehr viel höher daß in den Endflächen Einschnitte und Kratzer auf- ist und wobei die Anforderungen an Dickenabweitreten. Bei zylindrischen Rollenlagern weisen diese chungen häufig extrem hoch sind, die Neigung auf, schief zu laufen, sobald sie Kanten- Bei einem Walzwerk der bisher üblichen Bauart ist