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Vorricbtung zum Zeitweiligen Beseitigen des Lagersiels bei Wälzlagern
Die Erfindung betrifft eine Vorricbtung zum. zeitaseiligen Beseitigen des Lagerspiels
bei Wälzlagern, insbesondere bei Walzenachsenlagern f;r Walzgerüste, welche das
Lager vorübergehend radial belastet.
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Bei Walzgerüsten, insbesondere bei solchen zum Walzen von Rohren oder
Draht, ist es erforderlich, die Arbeitsflächen der Walzen so genau wie möglich zu
bearbeiten, insbesondere zu schleifen, um eine Raliberöffnung zu erhalten, die exakt
die vorgesehene Form und die vorherbestimmten Abmessungen besitzt. Damit ein derart
genaues Schleifen möglich ist, werden die Walzgerüste mit eingebauten Walzen in
die Schleifmaschine eingesetzt und die Kaliberöffnung mit Hilfe eines optischen
Systems in vergrößertem Maßstab auf einen Bildschirm projiziert, so daß selbst kleine
Abweichungen deutlich erkannt und nachgearbeitet werden können. Während des Schleifvorganges
ist es selbstverständlich nicht möglich zu walzen, so daß die Walzen dem während
des normalen Betriebes auftretenden Walzdruck nicht ausgesetzt sind. Dieser Walzdruck
ist aber in der Lage,
die Kaliberöffnung um ein geringes Maß aufzuweiten,
vor allem aufgrund des unvermeidlichen Lagerspiels in den Walzenachsenlagern. Unterliegen
die Walzen während des Schleifens diesem Druck nicht und wird die Kaliberöffnung
exakt nach den vorherbestimmten Maßen bearbeitet, so vergrößert sich die Kaliberöffnung
während des Walzens unter der Einwirkung des Walzdruckes und man erhält einen zu
großen lValzgutguerschnitt.
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Um diesem Mangel zu begegnen, wurde bereits eine Vorrichtung geschaffen,
bei welcher der Walzdruck mit Hilfe von Druckrollen, die auf den Arbeitsflächen
der Walzen während des Schleifvorganges abrollen, nachgealunt wird. Derartige Druckrollen
haben jedoch den Nachteil, daß sie nicht in der engen Kaliberöffnung angeordnet
werden können und folglich ihre Druckrichtung eine andere ist als die des wirklichen
Walzdruckesv Deshalb weicht die später unter cem Walzdruck tatsächlich entstehende
Kaliberöffnung auch von einer unter Verwendung dieser bekannten Vorrichtung geschliffenen
Kaliberöffnung ab. Außerdem besitzt diese bekannte Vorrichtung den Nachteil, daß
die Druckrollen auf den zu schleifenden Arbeitsflächen der Walzen während des Schleifvorganges
abrollen, was die Oberflächenqualität der Walzen beeinträchtigt. Ferner benötigt
die bekannte Vorrichtung relativ viel Platz, so daß sie in bestimmten Fällen, insbesondere
bei kleinen Walzendurchmessern, überhaupt nicht anwendbar ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum zeitweiligen
Beseitigen des Lagerspiels bei Wälzlagern zu
schaffen, der die vorstehend
behandelten Nachteile nicht anllaften und die mit einem geringen konstruktivenund
wirtschaftlichen Aufwand herstellbar und weitgehend universell anwendbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Bohrungswandung,
welche das Wälzlager umschließt, vorzugsweise im Bereich einer Umfangshälfte derselben,
mindestens eine hydraulisch arbeitende Druckeinrichtung angeordnet ist, mit welcher
in radialer Richtung auf den Lageraußenring ein Druck ausubbar ist, und daß dieser
Druck bzw. der resultierende Druck aller Druckeinrichtungen in der Bohrungswandung
zumindest im wesentlichen in Richtung und Größe dem Arbeitsdruck auf das Lager während
des Betriebes, insbesondere etwa dem Walzdruck beim Walzen, entspricht.
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Hierdurch wird zunächst erreicht, daß der von der Drucke in richtung
ausgeübte Druck durch entsprechende Anordnung derselben so gerichtet werden kann,
daß er exakt der Richtung des tatsächlichen Walzdruckes entspricht. Da es mit bekannten
Mitteln ohne weiteres möglich ist, einen in weiten Grenzen beliebig hohen Hydraulikdruck
zu erzielen, kann auch die Größe des Vorspanndruckes ziemlich genau auf die Lager
aufgebracht werden. Außerdem besitzt die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil,
daß die Druckbeaufschlagung beliebig oft reproduzierbar ist. Ferner benötigt sie
nur sehr wenig Platz, so daß sowohl die Kaliberoffnung als auch der Umfang der Walzen
für den-Schleifvorgang freibleiben. Eine Behinderung der Schleifscheiben und des
optischen Systems wird vermieden.
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Auch ist die Oberflächenqualität der Walzenarbeitsflächen ausschließlich
vom Schleifvorgang abhängig und sie kann von irgendwelchen Druckrollen nicht beeinträchtigt
werden.
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Durch die Verwendung mehrerer Druckeinrichtungen vermeidet man in
vorteilhafter Weise extrem unterschiedliche Belastungen des Wälzlagers auf seinem
Umfang. Mehrere Druckeinrichtungen werden zweckmäßigerweise so angeordnet, daß ihre
resultierende Kraftrichtung dem tatsächlich auftretenden Walzdruck während des Walzvorganges
entspricht. Eine solche Anordnung läßt sich ohne Schwierigkeiten durchführen, da
grundsätzlich auf der gesamten Umfangsfläche des Wälzlagers hierfür Druckeinrichtungen
angeordnet werden können0 In aller Regel aber benötigt man nur eine Hälfte der Umfangsfläche,
um den Arbeitsdruck nachzuahmen.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bilden die Druckeinrichtung
bzw. -einrichtungen jeweils eine mit Druckmittel gefüllte Ausnehmung in der Bohrungswandung,
welche - vorzugsweise von der'dem Lager abgekehrten Seite her - wahlweise mit Druck
beaufschlagbar oder von diesem entlastbar ist.
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Durch die Verwendung eines Druckmittels wird die erzeugte Kraft von
den Druckeinrichtungen weitgehend gleichmäßig auf der Außenfläche des Wälzlagers
im Bereich der Druckeinrichtungen verteilt, so daß örtliche Spitzenbelastungen und
ihre nachteigen Folgen vermieden werden. Die Ausnehmungen selbst können ggf. nur
eine geringe Tiefe besitzen, die gerade ausreicht, um das erforderliche Minimum
an Druckmittel aufzunehmen. Die Ausnehmungen können aber auch eine erhebliche Tiefe
besitzen. Außerdem kann die Querschnittsform der Ausnehmungen
weitgehend
beliebig seine In den meisten Fällen wird man jedoch kreisrunde Querschnittsformen
vorziehen. Mit Druck beaufschlagen lassen sich diese Ausnehmungen in der verschiedensten
Weise, wobei die dazu benötigten Bohrungen und Kanäle meistens von der dem Lager
abgekehrten Seite her in den Ausnehmungen münden, aber diese Bohrungen und Kanäle
lassen sich auch so anbringen, daß ihre Öffnungen in den Seitenwänden der Ausnehmungen
sich befinden. Man ist also in vorteilhafter Weise in der Form der Ausnehmungen
und der Druckmittel führung skanäle weitgehend frei und kann sich in vorteilhafter
Weise den jeweiligen konstruktiven Gegebenheiten anpassen.
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Zur Druckbeaufschlagung ist es möglich, eine in die Ausnehmung bzw.
Ausnehmungen oder in einen an diese angeschlossenen Hohlraum eindrehbare und damit
deren Volumen verringernde Schraube vorzusehen. Diese Ausführungsform der Erfindung
läßt sich preisgünstig herstellen, ist nicht störanfällig und.zeichnet sich durch
einfache Handhabung aus. Demgegenüber ist es auch möglich, zur Druckbeaufschlagung
eine an die Ausnehmung bzw. Ausnehmungen angeschlossene Druckmittelleitung einer
an sich bekannten Hydraulikanlage zu verwenden. Bei dieser Ausführungsform lassen
sich bedeutend größere Druckmitteldrücke erreichen und damit auch höhere Arbeitsdrücke
nachahmen, und zwar ohne nennenswerte körperliche Anstrengungen des Bedienungspersonals.
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Vorteilhaft ist es, als Druckmittel ein mindestens dickflüssiges,
vorzugsweise pasten- oder geleeartiges,Medium, insbesondere ein solcher Kunststoff
zu verwenden. Die Benutzung eines solchen Druckmittels hat den Vorteil, daß keine
oder nur geringe Leckverluste bei den erforderlichen hohen Drücken auftreten.
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Druckmittel dieser Art sind bereits bekannt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist als Druckeinrichtung
eine Kolben-Zylinder-Einheit angeordnet, deren abgedichteter Kolben vorzugsweise
radial zum Lager hin bzw. von diesem weg bewegbar ist, wobei der dem Lager zugekehrte
Zylinderraum mit dickflüssigem, pasten- oder geleeartigem Druckmittel und der dem
Lager abgekehrte Zylinderraum auf der anderen Seite des Kolbens mit einem dünnflüssigen
Druckmittel, z.B. einem Hydrauliköl, gefüllt ist.
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Die Verwendung von dünnflüssigem Druckmittel auf der dem Lager abgekehrten
Seite des Kolbens ermöglicht es, mit den üblichen, möglicherweise vorhandenen Hydraulikanlagen
den notwendigen Druckmitteldruck zu erzeugen und zu den Kolben-Zylinder-Einheiten
hinzu führen. Der zwischengeschaltete Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit, welche
in der Regel keine Kolbenstange besitzt, kann zur Vergrößerung des Anpreßdruckes
auch abgestuft ausgebildet sein. Es genügt aber in der Regel, einen einfachen zylindrischen
Kolben zu verwenden. Dieser trennt das dünnflüssige Hydrauliköl von dem dickflüssigen,
pasten- oder geleeartigen Druckmittel und überträgt die Druckkräfte zum Wälzlager
hin. Der abgedichtete Kolben ist meistens in radialer Richtung zur Wälzlagerachse
geführt, aber es ist durchaus auch möglich, daß sich der Zylinderraum in eine andere
Richtung erstreckt, wenn sich dies aus konstruktiven Gründen besser verwirklichen
läßt.
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Der dem Lager zugekehrte Zylinderraum der Kolben-Zylinder-Einheit
bzw. der Ausnehmung kann einmal direkt vom Außenring des Wälzlagers abgeschlossen
sein, so daß das Druckmittel direkt auf die äußere Mantel fläche des Walzlageraußenxinges
einwirkt. Es ist aber anch vorteilhaft, zwischen dem Wälzlageraußenring und der
Bohrungswandung einen Zwischenring vorzusehen.
Mit einem solchen
Zwischenring erzielt man eine noch bessere Abdichtung nach außen hin und vor allem
dann, wenn das Wälzlager ausgewechselt werden muß, vermeidet man in vorteilhafter
Weise ein Austreten des Druckmittels bzw. eine Verunreinigung desselben, weil der
Zwischenring in der Bohrung bleibt und den Zylinderraum bzw. die Ausnehmung geschlossen
hält. Die Wanddicke dieses Zwischenringes darf allerdings nicht zu groß sein, damit
sie in der Lage ist, die Druckkräfte der Druckeinrichtung auf das Wälzlager weiterzugeben
und nicht selber zu tragen.
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In manchen Fällen ist es zweckmäßig, die Druckeinrichtungen eines
Wälzlagers mit unterschiedlich hohen Druckmitteldrücken zu beaufschlagen. Auf diese
Weise lassen sich resultierende Kräfte verschiedenster Größe und Richtungen erreichen
und man ist weitgehend frei in der Anordnung der Druckeinrichtung auf dem Umfang
des Wälzlagers.
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In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungs beispieles
veranschaulicht. Mit 1 ist die Walzenachse einer nicht dargestellten Walie bezeichnet,
die in einem Wälzlager 2 gelagert ist. Das Wälzlager 2 befindet sich in einem Gehäuse
3, dessen Bohrung mit einem Zwischenring 4 ausgelegt ist. Der Zwischenring 4 wird
von einem Arretierbolzen 5 gehalten.
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Aus Pfeilrichtung A wirkt während des Walzvorganges der tatsächliche
Walzdruck auf das Lager 2 ein. Dieser tatsächliche Walzdruck wird während des Schleifvorganges
durch zwei Druck einrichtungen 6, die als Kolben-Zylinder-Einheiten ausgebildet
sind, ersetzt, Diese Kolben-Zylinder-Einheiten 6 erstrecken
sich
im wesentlichen radial zum Lager 2 und die von ihnen ausgeubten mit Pfeilen B dargestellten
Kräfte ergeben eine resultierende Kraft A1, die in ihrer Größe und Richtung dem
Walzdruck A entspricht.
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Die Druckeinrichtungen 6 bestehen aus einem Zylinderteil 7, in dem
ein Kolben 8 längsverschieblich geführt ist. Mit Hilfe von Dichtungen 9 wird eine
Trennung der beiden mit 10 und 11 bezeichneten Zylinderräume vor und hinter dem
Kolben 8 erzielt.
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Während der dem Lager 2 zugekehrte Zylinderraum 10 mit einem dickflussigen,
pasten- oder geleeartigen Druckmittel vollständig gefüllt ist, enthält der dem Lager
2 abgekehrte Sylin derraum 11 ein dünnflüssigeres Druckmittel, beispielsweise normales
Hydrauliköl. Zugeführt wird dieses Hydrauliköl über Bohrungen 12 und einem Einsatzstück
13, das mit Hilfe von Dichtungen 14 druckinitteldicht in den Zylinderteil 7 eingesetzt
ist. Das Einsatzstück 13 wird mit Hilfe eines aufgeschraubten Flansches 15 gehalten,
der seinerseits mit Schrauben 16 am Gehäuse 3 anyeschraubt ist. Der Druckmitteldruck
wird von einer nicht dargestelltqn Hydraulikanlage bekannter Ausbildung erzeugt.
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Was vorstehend am Beispiel eines Walzenachsenlagers beschrieben wurde,
läßt sich selbstverständlich auch bei anderen Wälzlagern in anderen Maschinen und
Einrichtungen vorteilhaft anwenden.