DE2601320A1

DE2601320A1 - Arbeitswalzenanordnung eines walzwerks

Info

Publication number: DE2601320A1
Application number: DE19762601320
Authority: DE
Inventors: Keith Cyril Gibson; John Michael Hookins; Roy Ronald Oxlade
Original assignee: British Steel Corp
Current assignee: British Steel Corp
Priority date: 1975-01-17
Filing date: 1976-01-15
Publication date: 1976-07-22
Also published as: US4021900A; FR2297678A1; IT1055715B; GB1526261A; SE7600420L; JPS5196756A

Description

Patentanwälte Dipl.-ing. F.Teickmann,

Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. R A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

HO/Bn

BRITISH STEEL CORPORATION 33 Grosvenor Place
London, S.W.1, England

Arbeitswalzenanordnung eines Walzwerks

Die Erfindung betrifft eine Arbeitswalzenanordnung eines Walzwerks und insbesondere die Befestigung einer entfernbaren Walze eines Walzwerks an einer Welle des Walzwerks, die diese Walze trägt.

In der GB-PS 1 24o 656 wird eine Art einer Befestigung für eine entfernbare Arbeitswalze beschrieben, bei der die Arbeitswalze in ihrer Lage axial und radial zu einer Antriebswelle mittels einer ringförmigen Auflage auf der Welle und eines zylindrischen Zentrierzapfens festgelegt ist, der in eine zylindrische, axiale Ausnehmung in der Arbeitswalze paßt. Es hat sich herausgestellt, daß die genannte Anordnung in Verbindung mit der genauen radialen Lage der Arbeitswalze gewisse Nachteile aufweist. Insbesondere ist es erforderlich, daß zwischen der äußeren zylindrischen Oberfläche des Zentrierzapfens und der zylindrischen Paßfläche der Ausnehmung

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ein Spiel herrscht, damit die Arbeitswalze auf die Welle gesetzt und von ihr abgezogen werden kann, ohne daß das System übermäßiger Beanspruchung ausgesetzt wird. Da die Befestigung normalerweise so ausgeführt ist, daß sich die Welle in einer horizontalen Lage oder in einem spitzen Winkel zur Horizontalen geneigt befindet, neigen der Zentrierzapfen und die Ausnehmung dazu, daß sie an der Oberseite des Zentrierzapfens miteinander in Berührung stehen, während an der Unterseite des Zentrierzapfens ein geringes Spiel vorhanden ist. Dies bedeutet, daß, wenn die Welle beim normalen Gebrauch gedreht wird, die Arbeitswalze exzentrisch an der Welle montiert ist und daher in zyklischer Weise Änderungen der Abmessungen des Werkstücks bei jeder Walzenumdrehung verursacht. Obwohl der Betrag dieser Exzentrizität im Verhältnis zum Durch-^ messer der Arbeitswalze klein sein mag, kann er im Verhältnis zum Durchmesser eines Werkstücks bedeutend sein; außerdem kann diese Exzentrizität die automatische Einstellung der Werkstückabmessungen über ein Anstellsystem schwierig machen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine bessere Befestigung für eine entfernbare Arbeitswalze eines Walzwerks zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung enthält eine Walzenanordnung eines Walzwerks eine (Walzen-)Welle, die an einem Ende antreibbar ist und am anderen Ende eine freie Stirnfläche besitzt, einen radial dehnbaren Zentrierzapfen, der sich axial von der Welle nach außen erstreckt, eine Walze mit einer zylindrischen, axialen Ausnehmung, die für die Aufnahme des Zentrierzapfens geformt ist, und eine entfernbare Einrichtung, die die Walze axial gegen die freie Stirnfläche der Welle drückt, um die Walze in bezug auf die Welle axial festzulegen; die Anordnung ist dabei so getroffen, daß, wenn die Walze axial gegen die freie Stirnfläche der Welle gedrückt wird,

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sich der Zentrierzapfen ausdehnt, um mit Sicherheit mit der zylindrischen Oberfläche der Ausnehmung der Walze in Eingriff zu treten und die Walze radial an der Welle festzulegen.

Der Zentrierzapfen kann ringförmig sein und eine Innenfläche besitzen, die zur Achse der Welle geneigt ist. Innerhalb des Zentrierzapfens kann ein koaxiales Glied so befestigt sein, daß, wenn die Walze gegen die Welle gedrückt wird, dieses koaxiale Glied auf die Innenfläche des Zentrierzapfens drückt und bewirkt, daß sich dieser ausdehnt. Der Zentrierzapfen kann an einer oder an mehreren Stellen um seinen Umfang herum geschlitzt sein.

Eine Einrichtung zur Übertragung einer konstanten Kraft kann zwischei die Walze und das koaxiale Glied gesetzt sein, so daß, wenn die Walze gegen die Welle gedrückt wird, über das koaxiale Glied eine konstante Kraft auf den Zentrierzapfen ausgeübt wird. Das koaxiale Glied und der Zentrierzapfen können in axialer Richtung mittels eines federnden Gliedes getrennt werden. Das federnde Glied kann ebenfalls eine Einrichtung zur übertragung einer konstanten Kraft sein.

Unter Bezug auf die beiliegenden Figuren wird im folgenden lediglich als Beispiel eine Ausführungsform der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen teilweise geschnittenen Seitenaufriß eines Gerüsts eines eng gekoppelten Quarto-Hochwalzwerks für das Walzen von Metallstangen,

Fig. 2 einen Längsschnitt des Arbeitswalzenarms und der zusammengesetzten Arbeitswalzanordnung des Gerüsts von Fig. 1, und

Fig. 3 eine vergrößerte Teilansicht eines Teils von Fig. 2.

In Fig. 1 ist ein Walzwerkgerüst dargestellt, das einen Rahmen mit einem Paar von Rahmensäulen 13, 14 und oberen und unteren Quer-

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balken 15, 16 besitzt. Die Rahmensäulen sind an Seitenrahmenschenkeln 17, 18 befestigt, welche die Form rechtwinkliger, gleichschenkliger Dreiecke haben und von denen jeder einen Rückflansch 19 und einen Basisflansch 19a für die Befestigung am Grundrahmen des Walzwerks umfassen.

Das Gerüst enthält ein Paar von Arbeitswalzen 2o, 21, die von jeweiligen Stützwalzen 22, 23 abgestützt werden. Die Arbeitswalzen 2o, 21 sind lösbar an den freien Enden von Antriebswellen 24, 25 befestigt, die in jeweiligen Arbeitswalzenarmen 26, 27 drehbar getragen und über Kupplungen 28, 29 von nicht gezeigten elektrischen Motoren angetrieben werden. Die beiden Arme 26, 27 sind einer an dem anderen mittels eines Schwenkzapfens 3o schwenkbar befestigt.

Die Stützwalzen 22, 2 3 sind drehbar an oberen und unteren Stützwalzenarmen 35, 36 befestigt und werden von diesen getragen. Jeder Arm umfaßt einen Mittenschenkel 37 mit oberen und unteren Flanschen 38, 39, die an einem massiven Vorderbock 4o befestigt sind. Jeder Arm ist an seinem rückwärtigen Ende mittels einer exzentrischen Schwenkzapfenanordnung um einen jeweiligen Schwenkzapfen 41 schwenkbar befestigt.

Weitere Einzelheiten der grundsätzlichen Walzenanordnung sind in den DT-OS'en 2 3o3 467, 2 3o3 7o8 und 2 324 48o enthalten.

Gemäß Fig. 2 ist die (obere) Arbeitswalzen-Antriebswelle 24 mittels einer rückwärtigen Axial- und Radiallageranordnung 66 und einer vorderen Radiallageranordnung 67 drehbar in ihrem·Arm 26 befestigt. Eine Hülse 6 8 verbindet die Lager, um axiale Druckkräfte vom vorderen zum hinteren Lager zu übertragen. Ein hydraulisch belasteter Bolzen 69 erstreckt sich durch eine Axialbohrung 7o in der Arbeitswalze und durch eine Axialbohrung 71 in der Antriebswelle 24 und ist in ein Gewindeloch 96 am angetriebenen Ende der Antriebswelle eingeschraubt. Die Arbeitswalze 2o ist am freien Ende ihrer Antriebs-

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welle 24 mittels einer Mutter 9 8 und einer Hydraulikzylindereinrichtung 8o, die mit dem Bolzen 69 zusammenwirkt, lösbar befestigt. Solch eine Einrichtung ist in Einzelheiten in der GB-PS 1 24o 656 gezeigt. Ein Keil 76 in Form eines konzentrisch zur Walzenachse gekrümmten Gliedes ist zwischen der Arbeitswalze 2o und dem freien Ende der Antriebswelle 24 eingesetzt. Der Keil 76 ist mittels Senkkopfsehrauben an der Welle befestigt, erstreckt sich um etwas weniger als 18o° des Walzenumfangs konzentrisch zur Walzenachse und steht an seinen Enden mit Auflageflächen sowohl der Welle 24 als auch der Walze 2o im Eingriff, um dadurch die Rotation von der Welle 24 auf die Walze 2o zu übertragen.

Ein ringförmiger Zentrierungszapfen 81 erstreckt sich aus einer , ersten axialen Ausnehmung 82 im freien Ende der Welle 24 axial nach außen. Die Arbeitswalze 2o besitzt eine axiale Ausnehmung 83 an ihrer dem freien Ende der Welle 24 gegenüberliegenden Fläche. Die Ausnehmung 83 besitzt eine innere Endfläche 99 in einer Radialebene der Walze. In ihrer eingebauten Stellung steht die Walze 2o dadurch mit der Welle 24 im Eingriff und ist bezüglich dieser radial festgelegt, daß der Zentrierungszapfen 81 fest innerhalb der Ausnehmung 83 in der Arbeitswalze steckt.

Einzelheiten der Zentrierungszapfenanordnung sind klarer in Fig. erkennbar, die die Walze 2o in ihrem voll an die Welle 24 montierten Zustand zeigt. Der ringförmige Zentrierungszapfen 81 ist mittels Schrauben 84 an der Antriebswelle 24 befestigt. Der Zentrierungszapfen 81 besitzt eine Innenfläche 85, die um einen kleinen Winkel zur Achse der Welle 24 geneigt ist. Diese Oberfläche 85 ist an einer Anzahl von symmetrisch in Abständen um.den Zentrierungszapfen 81 herum angeordneten Stellen durch radiale Schlitze unterbrochen. Ein zylindrischer Halsteil 87 des Zentrierungs zapfens 81 erstreckt sich in eine zweite axiale Ausnehmung 88 der Welle 24. Diese zweite axiale Ausnehmung 88 ist tiefer und besitzt einen kleineren Durchmesser als die erste Ausnehmung 82 und ist von dieser stufenförmig abgesetzt.

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Ein koaxialer Dehnungskonus 86 ist innerhalb des Zentrierungszapfens 81 angebracht. Der Dehnungskonus 86 besitzt einen zylindrischen Ansatz 89, der zwischen den Halsteil 87 des Zentrierungszapfens 81 und den Bolzen 69 paßt und an seinem Ende mittels einer Mutter 9o am Zentrierungszapfen 81 gehalten wird. Dies erlaubt eine begrenzte Axialbewegung zwischen dem Zentrierungszapfen 81 und dem Dehnungskonus 86, stellt jedoch sicher, daß die Federscheiben 93 auf Führungen 9 4 gehalten werden, wenn die Anordnung gelöst ist.

Der zylindrische Ansatz 89 des Dehnungskonus 86 besitzt eine Keilnut 92. Ein eingreifender Keil 91, der im zylindrischen Ansatz oder Halsteil 87 des Zentrierungszapfens 81 angeordnet ist, verhindert eine Drehung zwischen dem Dehnungskonus 86 und dem Zentrierungszapfen 81. Der äußere Umfang des Dehnungskonus 86 ist gegenüber der Achse der Welle 24 im wesentlichen im gleichen Winkel geneigt, unter dem die Innenfläche 85 des Zentrierungszapfens 81 geneigt ist, wenn dieser ausgedehnt wurde.

Der Dehnungskonus 86 wird in axialer Richtung vom Zentrierungszapfen 81 mittels nachgiebiger Federscheiben 9 3 getrennt, die auf Führungen 94 montiert sind. Die Arbeitswalze 2o wird vom Dehnungskonus 86 mittels einer Federscheibe 95 getrennt, die auf einem vorderen zylindrischen Ansatz 97 angeordnet ist. Diese Federscheibe 95 ist wesentlich größer als die Federscheiben 9 3 zwischen dem Zentrierungszapfen 81 und dem Dehnungskonus 86.

Um die Arbeitswalze 2o an der Welle 24 zu befestigen, wird die Arbeitswalze über den Bolzen 69 gesteckt, wobei die Mutter 98 und die Hydraulikzylindereinrichtung 8o entfernt sind. Die Walze 2o wird dann entlang dem Bolzen 69 gedrückt und mit dem Keil 86 in Eingriff gebracht, bis die innere Endfläche 99 der Ausnehmung der Walze 2o in Berührung mit der Federscheibe 95 kommt. Die Hydraulikzylindereinr.ichtung 8o wird dann über den Bolzen 69 in Berührung mit der Arbeitswalze 2o gesetzt und die Mutter 98 auf

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den Bolzen 69 aufgeschraubt, um mit der Hydraulikzylindereinrichtung 80 in Kontakt zu treten. Die Hydraulikzylindereinrichtung 80 wird dann betätigt, um die Arbeitswalze 2o gegen die freie Endfläche der Antriebswelle 24 zu drücken. Die Federscheibe 95 überträgt infolge der wachsenden von der Ilydraulikzylindereinrichtung 80 ausgeübten Belastung eine axiale Kraft von der Arbeitswalze 2o auf den Dehnungskonus 86. Bei zunehmender Belastung überträgt die Verformung der Federscheibe 95 einen zunehmenden Anteil der Kraft in einer Richtung senkrecht zur Achse des Dehnungskonus 86. Der Dehnungskonus 86 wird unter begrenzter Belastung gegen die Welle gezwungen, und der äußere Umfang des Dehnungskonus 86 drückt gegen die Innenfläche 85 des Zentrierungszapfens 81 und bewirkt, daß sich diese radial nach außen ausdehnt. Diese allmähliche radiale Ausdehnung des Zentrierungszapfens 81, während sich die Arbeitswalze 2o der Endfläche der Welle 24 nähert, stellt sicher, daß die zylindrische Ausnehmung 83 der Arbeitswalze genau auf der radialen Außenfläche des Zentrierungszapfens 81 angeordnet wird. Wenn die Arbeitswalze 2o dicht gegen die Endfläche der Welle 24 anliegt, ist ein sicherer Eingriff der zylindrischen Ausnehmung der Arbeitswalze mit der radialen Außenfläche des Zentrierungszapfens 81 vorhanden. Die hydraulische Belastung auf der Arbeitswalze 2o wird dann aufrechterhalten, während die Mutter I00 angezogen wird, um die Arbeitswalze festzuhalten; der Hydraulikdruck kann dann abgelassen werden.

Während der Befestigung der Arbeitswalze 2o auf der Welle 24 werden die kleineren Federscheiben 93 unter der Belastung zusammengedrückt. Wenn es erforderlich ist, die Arbeitswalze 2o von der Welle 24 zu demontieren, wird die Hydraulikeinrichtung unter Druck gesetzt, bis die Mutter I00 gelöst werden kann. Der Hydraulikdruck wird dann abgelassen, und mit abnehmender Axialbelastung auf die Arbeitswelle 2o nimmt die Federscheibe 95 ihre Ruhestellung wieder an, während die Federscheiben 9 3 den Dehnungskonus 86 axial vom Zentrierungszapfen 81 wegdrücken; dadurch nimmt der Außendurchmesser des Zentrierungszapfens 81 ab und gerät außer Eingriff mit der zylindrischen Ausnehmung 83 der Arbeitswalze. Die Mutter 98 wird dann vom

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Bolzen 69 entfernt, so daß dann die Arbeitswalze 2o und die Hydraulikzylindereinrichtung 8o von der Welle 2 4 abgezogen und zum Auswechseln über den Bolzen 69 gezogen werden können.

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Claims

Patentansprüche

/ 1.JArbeitswalzenanordnung eines Walzwerks mit einer Arbeitswalzenwelle, die an einem Ende antreibbar ist und am anderen Ende eine freie Endfläche besitzt, mit einem sich von der Welle axial nach außen erstreckenden Zentrierungszapfen, mit einer Arbeitswalze, die eine axiale zylindrische Ausnehmung besitzt, welche geformt ist, um den Zentrierungszapfen aufzunehmen, und mit lösbaren Einrichtungen, um die Walze axial gegen die freie Endfläche der Welle zu drücken und sie relativ zur Welle axial festzulegen, dadurch gekennzeichnet , daß der Zentrierungszapfen (81) in radialer Richtung dehnbar ist, wobei sich der Zentrierungszapfen, wenn die Arbeitswalze (2o) axial gegen die freie Endfläche der Welle (24) gedrückt wird, ausdehnt, um sicher in Eingriff mit der zylindrischen Oberfläche (83) der Ausnehmung der Arbeitswalze zu treten, um die Arbeitswalze (2o) radial auf der Welle festzulegen.
2. Arbeitswalzenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Zentrierungszapfen (81) ringförmig ist und eine Innenfläche (85) besitzt, die gegenüber der Achse der Welle (24) geneigt ist.
3. Arbeitswalzenanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß innerhalb des Zentrierungszapfens (81) ein koaxiales Glied (86) angeordnet ist, das, wenn die Arbeitswalze (2o) gegen die Welle (24) gedrückt wird, auf die Innenfläche (85) des Zentrierungszapfens drückt und dessen Ausdehnung verursacht.
4. Arbeitswalzenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Zentrierungs zapfen (81) um seinen Umfang an einer Anzahl von Stellen geschlitzt ist.

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5. Arbeitswalzenanordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß eine Einrichtung (95) zur Übertragung einer konstanten Kraft zwischen der Arbeitswalze (2o) und dem koaxialen Glied (86) liegt, so daß, wenn die Arbeitswalze gegen die Welle (2 4) gedrückt wird, über das koaxiale Glied eine konstante Kraft auf den Zentrierungszapfen (81) ausgeübt wird.
6. Arbeitswalzenanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß das koaxiale Glied (86) und der Zentrierungszapfen (81) in axialer Richtung mittels eines federnden Gliedes (9 3) getrennt sind.
7. Arbeitswalzenanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das das koaxiale Glied (86) von dem Zentrierungszapfen (81) trennende federnde Glied (93) eine Einrichtung zur Übertragung einer konstanten Kraft ist.

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