DE2454036B2

DE2454036B2 - Axiale gelenkspindelabstuetzung fuer ein walzwerk mit zwillingsantrieb

Info

Publication number: DE2454036B2
Application number: DE19742454036
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 1000 Berlin Kmelisch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-11-12
Filing date: 1974-11-12
Publication date: 1977-09-01
Also published as: DE2454036A1; FR2290963A1; JPS5525925B2; JPS5171253A; US3981171A; FR2290963B1

Description

Aus der Literaturstelle »Bänder Bleche Rohre« Düsseldorf, 15 (1974) Nr. 4, S. 157 bis 160 und der US-PS 11 804 ist es bekannt, daß bei einem Walzwerk mit Zwillingsantrieb die Ober- und die Unterwalze von getrennten elektrischen Motoren angetrieben werden, von denen der eine erhöht angeordnet ist. Die mit einem Walzgerüst verbundenen Walzen sind jeweils über Kupplungen, die rieben Winkelbewegungen auch Längsverschiebungen zulassen, und Gelenkspindeln mit der Läuferwelle des Antriebsmotors verbunden. Die Läuferwelle des Untermotors ist direkt, die des Obermotors über eine Zwischenwelle mit den Gelenkspindeln gekuppelt. Benachbart zu den Kupplungen sind jeweils Radiallager angeordnet, von denen das Radiallager der Zwischenwelle auf einer erhöhten Lagerbrücke steht. Außerdem ist im Wellenstrang jeweils ein Axialdrucklager vorgesehen, welches im allgemeinen am Ende der Motorwelle angebracht ist. Von dem vorgenannten Stand der Technik geht die Erfindung aus.

Die vorbekannten Gelenkspindeln sind in seitlich angeordneten Tragbalken gelagert, um eine Ausbalancierung der Gelenkspindeln zu erzielen. Die Tragbalken sind ihrerseits auf der einen Seite hydraulisch abgestützt, während sie auf der anderen Seite ein eigenes Lager haben, das für den oberen Tragbalken an der erhöhten Lagerbrücke befestigt ist, während das untere sich direkt auf dem Fundament oder auch an der

Lagerbrücke abstützt.

Es ist weiterhin bekannt (DT-PS 2 61 637 und DT-PS 12 22 006), daß bei schrägen Walzenbrüchen axial gerichtete Kräfte auftreten, die Zerstörungen, z. B. am Walzgerüst, hervorrufen können. Man hat deshalb zur Begrenzung dieser Axialkräfte bereits an den Gelenkspindeln Sollbruchstellen vorgesehen. Dies macht aber ein Auswechseln der Gelenkspindeln nach dem Schadensfall notwendig. Die Literaturstelle »Neue

ίο Hütte«, 14. Jg. Heft 4, 4. April 1969, S. 223 bis 228 zeigt bereits einen auf Zug beanspruchten und bei Überlast brechenden Anker, während der DT-PS 5 38 631 ein Brechglied in Form eines Ringes entnehmbar ist.

Bei einem Walzwerk mit Zwillingsantrieb der eingangs beschriebenen Art werden die bei einem Walzenbruch auftretenden, je nach der Schräglage des Bruches sehr hohen, allerdings schnell abklingenden Axialkräfte über die Gelenkspindeln und die seitlichen Tragbalken auf die erhöhte Lagerbrücke übertragen, da die im Wellenstrang vorhandenen Kupplungen Längsverschiebungen zulassen. Dabei besteht jedoch die Gefahr, daß wegen des ziemlich hochliegenden Befestigungspunktes der seitlichen Tragbalken an der erhöhten Lagerbrücke deren Widerstandsfähigkeit überschritten wird, so daß Schäden an der Lagerbrücke auftreten.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, durch eine besondere Konstruktion der axialen Gelenkspindelabstützung die bei einem derartig ausgebildeten Walzwerk mit Zwillingsantrieb auf die erhöhte Lagerbrücke einwirkenden Axialkräfte auf einen zulässigen Wert zu begrenzen.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einer axialen Gelenkspindelabstützung für ein Walzwerk mit Zwillingsantrieb, bei dem die Walzen jeweils über Längsverschiebungen zulassende Kupplungen, Gelenkspindeln und insbesondere auch über eine Zwischenwelle mit der Läuferwelle des Antriebsmotors verbunden sind, bei dem im Wellenstrang jeweils ein Axialdrucklager vorgesehen ist und bei dem die Gelenkspindeln über seitlich angeordnete Tragbalken mit einer erhöhten Lagerbrücke verbunden sind, auf der ein Radiallager der Zwischenwelle des Oberwalzenantriebes angeordnet ist. Als Lösung der gestellten Aufgabe sind gemäß der Erfindung die seitlichen Tragbalken mit einem drehbar an der erhöhten Lagerbrücke gelagerten Hebel verbunden, der seinerseits über einen Bolzen mit Sollbruchstelle an der erhöhten Lagerbrücke befestigt ist. Die vorgenannte Lösung verwendet zur Begrenzung der axialen Überlast somit an sich bekannte, auf Zug beanspruchte und bei Überlast an einer Sollbruchstelle brechende Glieder.

Bei der erfindungsgemäßen axialen Gelenkspindelabstützung ist somit in die Verbindungsstelle zwischen den seitlichen Tragbalken und der erhöhten Lagerbrücke eine Sollbruchstelle geschaltet. Da diese aber nicht unmittelbar am Ende des Tragbalkens liegt, sondern der Tragbalken zunächst mit einem drehbar gelagerten Hebel verbunden ist, der dann erst an der Sollbruchstel-Ie angreift, ergibt sich noch der Vorteil, daß durch Variation des Hebelarmes die Dimensionierung des als Sollbruchstelle dienenden Bolzens beeinflußt werden kann. Durch den Hebel und den Bolzen ist die maximale Axialkraft festgelegt, die unmittelbar von den seitlichen Tragbalken auf die erhöhte Lagerbrücke übertragen wird.

Treten nun bei dem Walzwerk mit Zwillingsantrieb, z. B. durch Walzenbruch, kurzzeitige, hohe Axialkräfte

auf, so werden diese zunächst infolge der durch die Kupplungen gegebenen möglichen Längsverschiebung im Wellenstrang unmittelbar über die seitlichen Tragbalken, den Hebel und den Bolzen auf die erhöhte Lagerbrücke übertragen. Bei weiterem Anstieg der Axialkräfte schert der Bolzen nach Erreichen der eingestellten, zulässigen maximalen Axialkraft, die noch mit Sicherheit von der erhöhten Lagerbrücke aufgenommen werden kann, ab, so daß die Verbindung zwischen den seitlichen Tragbalken und der erhöhten Lagerbrücke unterbrochen ist. Trotzdem bleibt durch die gelenkige Lagerung des Hebels die Führung der seitlichen Tragbalken erhalten. Bei abgeschertem Bolzen wird der restliche Axialschub direkt über den Wellenstrang auf das dort vorhandene Axialdrucklager übertragen, das diese Kräfte aufnimmt. Man erreicht auf diese Weise, daß die erhöhte Lagerbrücke von solchen Axialkräften frei gehalten wird, die ihre mechanische Widerstandsfähigkeit überschreiten würden.

Auch in dem Fall, wenn die unteren Tragbalken in einem separaten Lagerbock auf dem Fundament abgestützt sind, empfiehlt es sich, auch dort die Verbindung über einen drehbar an dem separaten Lagerbock gelagerten Hebel vorzunehmen, der seinerseits über einen Bolzen mit Sollbruchstelle an dem separaten Lagerbock befestigt ist. Dadurch wird die Belastung an dem separaten Lagerbock verringert und Beschädigungen des separaten Lagerbocks bzw. des Fundaments werden vermieden.

Im folgenden sei die Erfindung noch anhand des in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der F i g. 1 ist der schematische Aufbau eines Zwillingsantriebs dargestellt. Die F i g. 2 und 3 zeigen in einem wesentlich vergrößerten Maßstab die Befestigung dei die obere Gelenkspindel abstützenden seitlichen Tragbalken an der erhöhten Lagerbrücke. Ein Zwillingsantrieb für ein Walzwerk besteht aus dem elektrischen Motor 1, der über die Gelenkspindel 2 die Unterwalze 3 antreibt, und aus dem oberen, elektrischen Motor 4, der über die Gelenkspindel 5 die Oberwalze 6 antreibt. Der obere elektrische Motor 4 steht auf einem erhöhten Teil 7 des Fundaments 8, während der untere Motor 1 einfach auf dem Fundament 8 angeordnet ist.

Die Gelenkspindeln 2 und 5 sind mit der Motorwelle jeweils über eine Kupplung 9 verbunden, die neben winkligen Bewegungen auch Längsverschiebungen im Wellenstrang zuläßt. Auf der der Gelenkspindel 2, 5 jeweils abgewandten Seite ist die Motorwelle in einem Axialdrucklager 10 gelagert, das mit einem Radiallager kombiniert ist. Die Oberwalze 6 und Unterwalze 3 sind mit dem Walzgerüst 11 verbunden. Außerdem liegt im Wellenstrang jeweils noch ein Radiallager 12 vor dem elektrischen Motor 1 bzw. 4.

Da der obere elektrische Motor 4 hinter dem unteren Motor 1 angeordnet ist, liegt in seinem Wellenstrang zwischen der Gelenkspindel 5 und der Motorwelle die Zwischenwelle 13. An beiden Enden der Zwischenwelle 13 liegen Kupplungen 9. Auf der dem Motor 4 abgewandten Seite ist die Zwischenwelle 13 noch extra in einem Radiallager 14 gelagert, welches auf einer erhöhten Lagerbrücke 15 steht.

Die Abstützung der Gelenkspindeln 2,5 erfolgt über seitlich angeordnete Tragbalken 16, auf denen die Gelenkspindeln 2, 5 in jeweils zwei Lagerstellen 17 gelagert sind. Auf der einen Seite sind die Tragbalken 16 mit hydraulischen Abstützungen 18 verbunden, während sie auf der anderen Seite in Lagerböcken 19 und 20 gelagert sind. Von diesen ist der obere Lagerbock 19 an der erhöhten Lagerbrücke 15 für das Radiallager 14 der Zwischenwelle 13 befestigt, während der untere Lagerbock 20 auf dem Fundament 8 steht. Durch die Tragbalken 16 können am Walzgerüst 11 auftretende Axialkräfte über die Gelenkspindel 5 auf die erhöhte Lagerbrücke 15 übertragen werden.

Derartige Axialkräfte treten auf, wenn eine Walze, beispielsweise die Oberwalze 6, schräg abbricht und können kurzzeitig sehr große Werte annehmen. Damit diese Axialkräfte, die über einen ziemlich hochliegenden Angriffspunkt auf die erhöhte Lagerbrücke 15 übertragen werden, nicht zu große Werte annehmen können, die zu Beschädigungen der erhöhten Lagerbrücke 15 führen könnten, ist die Befestigung der Tragbalken 16 an der erhöhten Lagerbrücke 15 gemäß der in den F i g. 2 und 3 dargestellten Weise vorgenommen.

Das Ende der seitlichen Tragbalken 16 ist über dem Gelenkpunkt 21 an einem Hebel 22 befestigt, der seinerseits mit dem Gelenk 23 im Lagerbock 19 gelagert ist. Damit nun über den Hebel 22 Axialkräfte übertragen werden können, ist dieser mittels eines Bolzens 24 über den Lagerbock 19 an der erhöhten Lagerbrücke 15 befestigt. Dieser Bolzen 24 enthält eine Sollbruchstelle 25, die bei Überschreitung einer gewissen, vorgegebenen Axialkraft abschert. Durch die Ausbildung der Befestigung der Tragbalken 16 als Gelenkpunkt 21 erreicht man den Vorteil, daß der Bolzen 24 mit der Sollbruchstelle 25 nicht auf Biegung, sondern allein auf Zug beansprucht wird. Nach einem Abscheren des Bolzens 24 bleibt außerdem die Führung der Tragbalken 16 erhalten. Das Abscheren des Bolzens 24 an seiner Sollbruchstelle 25 ist beeinflußbar durch Wahl des Hebelarms und durch die Dimensionierung des Bolzens.

Auch bei dem direkt auf dem Fundament 8 stehenden separaten Lagerbock 20 kann die Befestigung der Tragbalken 16 wie beschrieben über einen gelenkig gelagerten Hebel und einen Bolzen mit Sollbruchstelle vorgenommen sein, der seinerseits an dem separaten Lagerbock 20 befestigt ist. Dann ist die auf den separaten Lagerbock 20 zu übertragende Axialkraft ebenfalls begrenzt und Beschädigungen desselben oder des Fundamentes 8 werden vermieden.

Auf die erhöhte Lagerbrücke 15 werden anmeldungsgemäß somit höchstens Axialkräfte übertragen, die kleiner als der zulässige Grenzwert sind. Nach Abscheren des Bolzens 24 ist die Verbindung zwischen dem Tragbalken 16 und der Lagerbrücke 15 unterbrochen und eventuelle auftretende größere Axialkräfte müssen direkt über den Wellenstrang auf das Axialdrucklager 10 übertragen und von diesem aufgenommen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Axiale Gelenkspindelabstützung für ein Walzwerk mit Zwillingsantrieb, bei dem die Walzen jeweils über Längsverschiebungen zulassende Kupplungen, Gelenkspindeln und insbesondere auch über eine Zwischenwelle mit der Läuferwelle des Antriebsmotors verbunden sind, bei dem im Wellenstrang jeweils ein Axialdrucklager vorgesehen ist, und bei dem die Gelenkspindeln über seitlich angeordnete Tragbalken mit einer erhöhten Lagerbrücke verbunden sind, auf der ein Radiallager der Zwischenwelle des Oberwalzenantriebs angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Tragbalken (16) mit einem drehbar an der erhöhten Lagerbrücke (15) gelagerten Hebel (22) verbunden sind, der seinerseits über einen Bolzen (24) mit Sollbruchstelle (25) an der erhöhten Lagerbrücke (15) befestigt ist.

2. Axiale Gelenkspindelabstützung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen den seitlichen Tragbalken (16) und dem Hebel (22) gelenkig ausgebildet ist.

3. Axiale Gelenkspindelabstützung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung des Bolzens (24) an der erhöhten Lagerbrücke (15) über einen an dieser befestigten Lagerbock (19) vorgenommen ist.

4. Axiale Gelenkspindelabstützung nach Anspruch 1 oder 2, mit einem separat auf dem Fundament stehenden Lagerbock für die unteren, seitlichen Tragbalken, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren, seitlichen Tragbalken (16) mit einem drehbar an dem separaten Lagerbock (20) gelagerten Hebel verbunden sind, der seinerseits über einen Bolzen mit Sollbruchstelle an dem Lagerbock (20) befestigt ist.