DE2813310A1 - DEVICE FOR VARIABLE LOAD ABSORPTION - Google Patents
DEVICE FOR VARIABLE LOAD ABSORPTIONInfo
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- F16C32/0648—Details of devices to control the supply of liquids to the bearings by sensors or pressure-responsive control devices in or near the bearings
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
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- F16C32/0662—Details of hydrostatic bearings independent of fluid supply or direction of load
- F16C32/0666—Details of hydrostatic bearings independent of fluid supply or direction of load of bearing pads
Description
-A--A-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lagerung eines in dieser drehbaren Elements. Die Erfindung ist besonders geeignet zur Anwendung bei einer Walzen-Schleifmaschine, bei der ein SchleifVorgang an einer Walze durchgeführt werden kann, die drehbar in den Lagern gelagert ist.The invention relates to a device for mounting an element rotatable therein. The invention is particularly useful for use in a roller grinding machine in which a grinding process can be carried out on a roller that can be rotated is stored in the warehouses.
In einer Walzen-Schleifmaschine kann das Gewicht einer zu schleifenden Walze bis zu 100 Tonnen betragen, und dieses Gewicht muß mit hoher Positionsgenauigkeit und mit Widerstandsfähigkeit gegenüber Vibrationen gelagert werden. Diese Bedingungen erfordern die Verwendung von Lagerstützen beträchtlicher Dimensionen, beispielsweise Vollmaterial-Lagerschalen oder Achslager aus Weißmetall, die Verwendung derartiger Lager zum Lagern sehr schwerer Gegenstände führt jedoch zu hohen statischen Reibungswerten, die die Aufwendung von unerwünscht hohen Drehmomenten durch die Antriebseinrichtung erfordern, die gewöhnlich als Elektromotor ausgebildet ist. Darüberhinaus kann sich die Reibungscharakteristik des Lagers über eine gegebene Zeitspanne verändern, was zu unvorhersehbaren Änderungen des benötigten Antriebsdrehmomentes führt. Gleiche Schwierigkeiten entstehend bei anderen Äxten von Vorrichtungen, beispielsweise Pressen und Druckmaschinen, bei denen große drehbare Elemente verwendet werden.In a roll grinder, the weight of one to be ground can be Roll can be up to 100 tons, and this weight must be with high positional accuracy and with resistance to Vibrations are stored. These conditions require the use of bearing supports of considerable dimensions, for example Solid bearing shells or axle bearings made of white metal, the use of such bearings for storing very heavy objects However, this leads to high static friction values which result in the application of undesirably high torques by the drive device require, which is usually designed as an electric motor. In addition, the friction characteristics of the bearing can vary over a Change the given period of time, which leads to unpredictable changes in the required drive torque. Same difficulties arises in other axes of devices, for example presses and printing machines, in which large rotatable elements be used.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lagereinheit zu schaffen, durch die die erwähnten Schwierigkeiten minimal gemacht bzw. ausgeschaltet werden.The object of the invention is to create a storage unit by which minimizes or eliminates the difficulties mentioned.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Lagern eines in dieser drehbaren Elementes gelöst, die gemäß der Erfindung ge-This object is achieved by a device for mounting an element rotatable in this, which according to the invention
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ist
kennzeichnet/durch eine Lagerung, die das Element drehbar lagert bzw. dazu geeignet ist, eine von einem Druck-Fluidmittel betriebene
Lagereinrichtung, die derart angeordnet ist, daß sie mit dem Element, wenn dieses in der Lagerung gelagert ist, in Berührung
ist und derart wirksam ist, daß sie einen variablen Anteil der Last aufnimmt, die von dem gelagerten Element auf
die Lagerung ausgeübt wird, eine Einrichtung zum Ertasten eines Betriebsparameters, der die Reibung bzw. Belastung an der Lagerung
darstellt, und zur Erzeugung eines Steuersignals als Funktion dieses Parameters, wobei dieses Signal die Arbeitsweise
der Lagereinrichtung regelt und deren Lastaufnahme verändert, und eine Einrichtung zum Antreiben des gelagerten Elementes
mit einer Drehbewegung.is
characterizes / by a bearing which rotatably supports the element or is suitable for that, a bearing device operated by a pressure fluid means which is arranged in such a way that it is in contact with the element when it is supported in the bearing and such What is effective is that it takes up a variable proportion of the load exerted by the mounted element on the bearing, a device for sensing an operating parameter which represents the friction or load on the bearing, and for generating a control signal as a function of this parameter , this signal regulating the mode of operation of the bearing device and changing its load-bearing capacity, and a device for driving the mounted element with a rotary movement.
Vorzugsweise ist die Lagereinrichtung als Umhüllung ausgebildet, die an ihrem Umfang mit der Oberfläche des gelagerten Elementes einen dichten Abschluß rundherum bildet, um so eine Fluidmittel-Druckkammer zu bilden, die unter Druck gesetzt werden kann, um einen Anteil der Last aufzunehmen, wobei der Druck ansprechend auf das Steuersignal geregelt wird.The bearing device is preferably designed as a casing which, on its periphery, is connected to the surface of the mounted element forms a tight seal around it so as to form a fluid medium pressure chamber which can be pressurized to receive a portion of the load, the pressure being regulated in response to the control signal.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung wird eine weitere Kammer neben der Druckkammer gebildet, um eine weitere Abdichtung gegenüber dem Element zu bilden, wobei diese weitere Kammer dazu dient, jegliches Fluidmittel aufzunehmen, das aus der Druckkammer heraussickert. Dies ist besonders zweckmäßig, wenn die Fläche der Lagereinrichtung möglichst groß werden soll und folglich der Umfang, an dem die Abdichtung erfolgen soll, zunimmt.According to an expedient embodiment of the invention, a further chamber is formed next to the pressure chamber, around another To form a seal with respect to the element, this further chamber serving to receive any fluid that comes from the pressure chamber seeps out. This is particularly useful when the area of the storage facility is to be as large as possible and consequently the extent to which the seal is to be made increases.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:Further features and usefulnesses of the invention emerge from the description of exemplary embodiments of the figures. From the figures show:
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Fig. 1 eine Draufsicht eines Teiles einer erfindungsgemäßen Walzen-Schleifmaschine;Fig. 1 is a plan view of part of a roll grinding machine according to the invention;
Fig. 2 eine Seitenansicht der in Figur 1 gezeigten Maschine; undFigure 2 is a side view of the machine shown in Figure 1; and
Fig. 3 eine Detailansicht der Lagereinrichtung der in Figur 1 gezeigten Maschine.FIG. 3 shows a detailed view of the storage device of the machine shown in FIG.
In Figur 1 ist eine Walze 1 gezeigt, beispielsweise aus einem Stahl-Walzwerk, die an jedem Ende in Lagern 2 bzw. 3 gelagert ist, die am Maschinensockel 4 sicher befestigt sind. Das in der Zeichnung rechts liegende Ende der Walze ist in einer Spannvorrichtung eingeklemmt, die von einer Welle 6 getragen wird, welche durch eine geeignete Einrichtung wie einen Elektromotor und ein Untersetzungsgetriebe (nicht gezeigt) angetrieben wird. Ein rotierendes Schleifrad 7 ist auf einem Querschlitten 8 montiert, um senkrecht zur Längsachse der Walze eine Querbewegung ausführen zu können, wobei der Querschlitten selbst auf einem längsgerichteten Gleitlager 9 in herkömmlicher Weise montiert ist.In Figure 1, a roller 1 is shown, for example from a steel rolling mill, which is mounted at each end in bearings 2 and 3, respectively, which are securely attached to the machine base 4. The end of the roller on the right in the drawing is in a jig pinched which is carried by a shaft 6 which is driven by suitable means such as an electric motor and a reduction gear (not shown) is driven. A rotating grinding wheel 7 is mounted on a cross slide 8 so as to be perpendicular to be able to perform a transverse movement to the longitudinal axis of the roller, the transverse slide itself on a longitudinally directed Plain bearing 9 is mounted in a conventional manner.
Unter der Walze ist eine Lagereinrichtung montiert, die allgemein mit 10 bezeichnet ist und im einzelnen in Figur 3 gezeigt ist, auf die nun Bezug genommen wird. Die Lagereinrichtung enthält eine Innenwandung 11, die eine Umhüllung mit einer offenen Seite definiert, an deren Umfang eine elastische Dichtungslippe 12 vorgesehen ist, die mit der Außenoberläche der Walze 1 in Eingriff gelangen soll, um eine Druckkammer 13 zu begrenzen. Die Kammer 13 steht über eine Leitung 14 mit einer Einrichtung zum Unterdrucksetzen der Kammer 13 in Verbindung, beispielsweise mit einem Gebläse 20. Die Kammer kann beispielsweise durch Luft unter Druck gesetzt werden. Um die Kammer 13 herum ist ferner eine weitere Wandung 15 gebildet, die eine zusätzliche Kammer 16 begrenzt, welche mit einer elastischen peripheren Dichtung 17 zur Abdichtung an der Außenoberfläche der Walze 1 versehen ist. Die Kammer 16 weist eine Auslaßöffnung 19 auf, die entweder mit einem Nieder-Mounted under the roller is a bearing device, indicated generally at 10 and shown in detail in Figure 3 which is now referred to. The storage device includes an inner wall 11 which defines an enclosure with an open side, on the circumference of which an elastic sealing lip 12 is provided which engages with the outer surface of the roller 1 should reach in order to limit a pressure chamber 13. The chamber 13 is via a line 14 with a device for pressurization the chamber 13 in connection, for example with a fan 20. The chamber can for example by air under pressure be set. A further wall 15 is also formed around the chamber 13, which delimits an additional chamber 16, which with an elastic peripheral seal 17 for sealing is provided on the outer surface of the roller 1. The chamber 16 has an outlet opening 19, which is either connected to a lower
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druckbereich oder mit der Niederdruckseite des Gebläses in Verbindung ist. Im letzteren Fall ist dann eine Verbindung mit der Atmosphäre vorgesehen, beispielsweise die Verbindung 18, um eine übermäßige Druckreduzierung in der Kammer 16 zu verhindern. Die Kammer 16 dient dazu, jegliche Luft aufzusammeln, die an der Dichtung 12 der Kammer 13 durchsickern kann und verhindert damit, daß eine solche Undichtigkeit zu einer möglichen Störungsquelle wird. Es ist ersichtlich, daß die Wirkung des Unterdrucksetzens der Kammer 13 darin besteht, einen Druck nach oben auf die Walze auszuüben und dadurch die Hauptlager 2 und 3 um einen Anteil der normalerweise darauf liegenden Last zu entlasten.pressure range or in connection with the low pressure side of the fan is. In the latter case, a connection with the atmosphere is then provided, for example the connection 18 to a To prevent excessive pressure reduction in the chamber 16. The chamber 16 is used to collect any air that the seal 12 of the chamber 13 can seep through and thus prevents such a leak from becoming a possible source of interference. It can be seen that the effect of the pressurization the chamber 13 consists in exerting an upward pressure on the roller and thereby the main bearings 2 and 3 by one To relieve proportion of the load normally lying on it.
Der Druck in der Kammer 13 wird bei dieser Ausführungsform abhängig von dem im Antriebsmotor fließenden Strom geregelt, der wiederum proportional zur Reibung in den Lagern 2 und 3 ist. Dazu wird ein Signal vom Motorstrom abgeleitet, das zur Steuerung des unter Druck setzenden Gebläses oder zur Steuerung eines Servoventils verwendet werden kann, wenn das in der Lagereinrichtung verwendete Fluidmittel eine Flüssigkeit ist, um derart den Druck in der Kammer 13 einzustellen. Die von der Lagereinrichtung aufgenommene Last ist folglich eine Funktion der Reibung im Hauptlager. Somit ist ersichtlich, daß bei der höchsten spezifischen Reibung, beispielsweise beim Anlaufen der Walzendrehbewegung aus der Ruhestellung, ein relativ großer Anteil des Walzengewichtes von der Lagereinrichtung aufgenommen werden kann, da der vom Antriebsmotor aufgenommene Strom ansteigt und zu einem entsprechenden Druckanstieg in der Kammer 13 führt. Wenn das vom Motor aufgebrachte Drehmoment absinkt, so tritt eine entsprechende Reduzierung des Antriebsstromes auf, und es stellt sich eine entsprechende Reduzierung des Lastübernahmeanteils der Lagereinrichtung ein, wobei dieser Zyklus fortdauert, bis ein Gleichgewichtszustand erreicht ist.The pressure in the chamber 13 is dependent in this embodiment regulated by the current flowing in the drive motor, the is in turn proportional to the friction in bearings 2 and 3. For this purpose, a signal is derived from the motor current, which is used for the control the pressurizing fan or to control a servo valve if that is in the storage facility Fluid means used is a liquid in order to adjust the pressure in the chamber 13 in this way. The one picked up by the storage facility The load is therefore a function of the friction in the main bearing. It can thus be seen that at the highest specific friction, for example, when starting the roller rotation movement from the rest position, a relatively large proportion of the roller weight of the Bearing device can be added, since the current consumed by the drive motor increases and leads to a corresponding increase in pressure leads in chamber 13. If the torque applied by the motor drops, there is a corresponding reduction in the Drive current on, and there is a corresponding reduction in the load-taking portion of the storage facility, wherein this cycle continues until a state of equilibrium is reached.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden andere Parameter zur Steuerung der Arbeitsweise der Lagereinrichtung 10According to another embodiment of the invention, others Parameters for controlling the operation of the storage facility 10
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herangezogen. So kann eine Belastungszelle verwendet werden, die die Belastung bzw. den Druck der Walze auf den Lagern 2 und ertastet und ein entsprechendes Signal für die Regelung der Größe der Hebewirkung erzeugt, die von der Lagereinrichtung ausgeübt wird. Die Lagereinrichtung kann derart ausgebildet werden, daß ihre Lastaufnähme sich in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Nichtlinearität verändert, wodurch die Beziehung zwischen dem Drehmoment und der von der Lagereinrichtung ausgeübten Kraft nicht einer linearen Beziehung folgt, sondern durch variable Steigerungen geregelt wird.used. So a load cell can be used that the load or the pressure of the roller on the bearings 2 and felt and a corresponding signal for regulating the size of the lifting effect generated by the storage facility is exercised. The storage device can be designed in such a way that its load bearing capacity is in accordance with a predetermined non-linearity, thereby changing the relationship between the torque and that of the bearing device The force exerted does not follow a linear relationship, but is regulated by variable increases.
Das Verhalten der Lager 2 und 3 bei entgegengesetzter Drehbewegung der Walze kann sich mit der Zeit verändern, so daß veränderliche Reibungswerte entstehen. Daher ist es gemäß der Erfindung vorgesehen, eine Einrichtung zum Korrigieren der Reibungsbeziehung aufgrund eines Hauptsteuerungsparameters, beispielsweise das Drehmoment, zu verwenden, so daß eine ungehinderte Rotationsbewegung der Walze bei unterschiedlichen Reibungsbedingungen erfolgt.The behavior of bearings 2 and 3 when rotating in opposite directions the roller can change over time, so that variable friction values arise. Therefore, according to the The invention provides a device for correcting the frictional relationship on the basis of a main control parameter, for example the torque to be used, so that an unimpeded rotational movement of the roller at different Friction conditions takes place.
Die einzelne Lagereinrichtung 10 weist vorzugsweise eine möglichst große Oberfläche auf, was die Anwendung eines möglichst niedrigen Druckes ermöglicht. Die einzelne Lagereinrichtung kann jedoch auch durch eine Mehrzahl von kleineren Lagereinrichtungen ersetzt werden, die intervallweise längs der Walze angeordnet sind. Ein wichtiger Vorteil der Anbringung der Lagereinrichtung unter der Walzenoberfläche besteht darin, daß sie wenigstens in einem gewissen Ausmaße jegliche Durchbiegung der Walze nach unten aufgrund ihres eigenen Gewichtes oder aufgrund der an ihr aufgebrachten Bearbeitungskräfte verhindert, wobei die Anordnung der Lagereinrichtung sorgfältig so gewählt werden kann, daß dieser Vorteil maximal ausgenutzt werden kann. Es kann beispielsweise besonders vorteilhaft sein, die Lagereinrichtung symmetrisch zur Rotationsachse der Rolle anzuordnen. Es soll betont werden, daß die Lagereinrichtung in Verbindung mit irgendwelchen Lagerschalen oderThe individual storage device 10 preferably has one as possible large surface, which enables the application of the lowest possible pressure. However, the individual storage facility can also be replaced by a plurality of smaller storage devices, which are arranged at intervals along the roller. A An important advantage of mounting the bearing device under the roll surface is that it is at least to a certain extent The extent of any downward deflection of the roller due to its own weight or due to that applied to it Machining forces prevented, the arrangement of the bearing device can be carefully chosen so that this advantage can be used to the maximum. For example, it can be particularly advantageous for the bearing device to be symmetrical to the axis of rotation to arrange the role. It should be emphasized that the bearing device in connection with any bearing shells or
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-büchsen oder ähnlichen Vorrichtungen verwendet werden kann, die auf einer Verjüngung oder auf Abschlußoberflächen, Schulterstücken oder Ausnehmungen der Walze angeordnet sein können, um einen Druck in Längsrichtung zu erzeugen und die Walze während des Schleifens zu stabilisieren. Diese Kraft können einander entgegengesetzt in der waagerechten oder senkrechten Ebene oder in irgendeiner schiefen Richtung wirken, um eine Dämpfungswirkung zu erzeugen und so die Erzielung einer extremen Genauigkeit und einer ausgezeichneten Oberflächenendbearbeitung zu ermöglichen.-sockets or similar devices can be used that on a taper or on finishing surfaces, shoulder pieces or recesses of the roller can be arranged to generate a pressure in the longitudinal direction and the roller during grinding to stabilize. This force can be opposed to each other in the horizontal or vertical plane or in any one act obliquely to produce a damping effect, thus achieving extreme accuracy and excellent Allow surface finishing.
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Family Applications (1)
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Families Citing this family (1)
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- 1977-03-29 GB GB1304777A patent/GB1553022A/en not_active Expired
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Legal Events
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