DE3019085C2 - Vorrichtung zum Auswechseln von Arbeitswalzen von Walzgerüsten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auswechseln von Arbeitswalzen von Walzgerüsten, mit einer Zapfenaufnahme zur Aufnahme von Zapfen der Arbeitswalzen, wobei die Zapfenaufnahme einen Spannrahmen, mindestens zwei innerhalb des Spannrahmens angeordnete Zapfenauflager und /wischen dem Spannrahmen und mindestens einem Zapfenaufiager angeordnete Stelleinrichtungen mit jeweils höchstens /wei Stellkeilen zum radialen Verstellen des Zapfenauflagers aufweist.

Bei der aus der Praxis bekannten Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung, von der die Erfindung ausgeht, sind in der Zapfenaufnahme zwei Zapfenauflager einander gegenüberstehend angeordnet, die durch jeweils zwei Stcllkeile jni Spannrahmen abgestützt und gegenüber einem zu klemmenden Zapfen verstellbar sind. Mit dieser bekannten Anordnung erfolgt zwar ohne weiteres eine einwandfreie Klemmung, wenn der Zapfen genau positioniert zwischen den Zapfenauflagern eingeführt wird. Das aber ist üblicherweise, insbesondere im rauhen Walzwerkbetrieb, nicht zu gewährleisten, — es muß vielmehr davon ausgegangen werden, daß bei Beginn der Klemmung eine mehr oder minder ausgeprägte Fehlorientierung und ein Achsenversatz bestehen. In solchen Fällen komm» es zu einer ungenaub en Klemmung mit ungleichmäßigen Flächenpressungen und unerwünschten Spannungszuständen im Spannrahmen. Die Folgen davon sind hohe Materialbeanspruchungen und eine ungleichmäßige Klemmung.
Unter Berücksichtigung des zuvor erläuterten Standes der Technik liegt der Erfindung nun die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung zum Auswechseln der Arbeitswalzen von Walzgerüsten, die eingangs erläuten worden ist, so auszugestalten und weiterzubilden, daß unter allen Umständen eine einwandfreie, d. h.

zuverlässige und nicht mit unzulässigen Materialbeanspruchungen verbundene Klemmung der Zapfen der Arbeitswalzen erreicht wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der die zuvor aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Zapfenauflager vorgesehen sind, daß jede Stelleinrichtung eines Zapfenauflagers genau einen Stellkeil aufweist, daß alle Zapfenaufiager um Achsen parallel zur Achse des jeweiligen Zapfens gegenübei dem Spannrahmen schwenkbar sind und daß dazu dort, wo ein Stellkeil vorhanden ist, zwischen dem Stellkeil und dem Spannrahmen oder zwischen dem Stellkeil und dem Zapfenauflager und dort, wo kein Stellkeil vorhanden ist, zwischen dem Zapfenaufiager und dem Spannrahmen ein Stützflächenpaar in Form eines Kreiszyiinderabschnitts vorgesehen ist.

Durch die schwenkbare Anordnung der Zapfenaufiager wird erreicht, daß deren Innenflächen sich unter der Wirkung der beim Klemmen durch die Stellkeile aufgebrachten Kräfte selbsttätig an den I Imfang des zu kleminenden Zapfens anschmiegen. Eine solche schwenkbare Anordnung ist bei nur zwei einander gegenüberstehenden Zapfenauflagern nicht praktisen möglich, denn dabei kann es bei entsprechender Fehlorientierung vorkommen, daß sich überhaupt kein eindeutiger Klemmzustand einstellt. Demgegenüber erreicht die Erfindung, daß auch bei anfänglicher Fehlonentierung stets ein ausgeglichener Spannungszustand erreicht wird, und zwar dadurch, daß die etwa auftretenden Störkräfte eine Verschwenkung der Zapfenauflager im Sinne einer Korrektur bewirken. Hierbei kommt den Stützflächenpaaren in Form von Kreiszylinderabschnitten zur Realisierung der Schwenkbarkeit der Zapfenauf'ager gegenüber dem Spannrahmen eine besondere konstruktive Bedeutung zu. Stüizflächenpaar meint im Rahmen der Erfindung ein Paar zugeordneter Fläche, mit denen die entsprechenden Bauteile flächig aneinander abgestützt sind. — beispielsweise also durchmessergleiche Außenbzw. Innenzylinderflächen.

Im Rahmen der Erfindung ist vorzugsv. eise jedem der Zapfenauflager ein Stellkeil zugeordnet. Gleichwohl besteht auch die Möglichkeit, nicht allen Zapfenauflagern, beispielsweise nur einem Zapfenauflager, einen Stellkeil zuzuordnen. Die zuvor erläuterte selbsttätige Anschmiegung der Zapfenauflager hat zur Folge, daß selbst dann, wenn die Klemmkraft nur von einem einzigen Stellkeil aufgebracht wird, ein ausgeglichener Span nungszusidnd resultiert Bei den Zaptenaufi.tjjcrn. da keinen Stellkeil aufweisen, sind dann, wie zuvor erläutert, die Stützflächenpaare zwischen den Zapfenauflagern selbst und dem Spannrahmen vorgesehen.

In jedem Fall ist bei der zuvor erläuterten Konstruktion eine im eigentlichen Sinne körperliche Schwenkachse für das jeweilige Zapfenauflager nicht vorgese-

hen. Dadurch ist die Verwendung von Stellkeilen unverändert und unbehindert möglich und besteht außerdem sine weitgehende konstruktive Freiheit bei der Wahl des Schwenkradius durch Wahl des Krümmungsradius des Stützflächenpaares.

Dort, wo ein Stellkeil vorhanden ist. ist an dem Zapfenauflager eine zur Zapfenachse keiJförmig geneigte Gegenfläche für den Stellkeil vorgesehen, sofern das Stützflächenpaar zwischen dem Stellkeil und dem Spannrahmen angeordnet ist. und ist die keillörmig geneigte Gegeiffläche für den Stellkeil am Spannrahmen vorgesehen, sofern das Stützflächenpaar zwischen dem Stellkeil und dem Zapfenauflager angeordnet ist.

Der Krümmungsradius der Stüt7flächenpaare kann Im Rahmen der Erfindung sehr unterschiedlich sein. Bei gegenüber dem Zapfenradius größerem Krümmungsradius der Stützflächenpaare kann es vorkommen, daß bei ein bestimmtes Maß übersteigenden Fehlorientierungen keine Anschmiegung mehr zustandekommt. Grundsätzlich umfaßt die Erfindung auch den Fall einer Schwenkung der Zapfenauflager um unendlich ferne Schwenkachsen, also den Fall ebener Stützflächenpaare. Liegen andererseits die Stützflächenpaare ungefähr koaxial zur Zapfenachse, so kann es geschehen, daß bei Fehlorientierungen keine die Zapfenauflager korrigierende Kraft auftritt. Diese Fälle sind aber für einen Fachmann ohne weiteres übersehbar. Ferner kann jedes Stützflächenpaar im gleichen Sinne oder im entgegengesetzten Sinne wie die Oberfläche des Zapfens ausgebildet sein. Als besonders zweckmäßig hat sich erwiesen, daß das Stützflächenpaar im gleichen Sinne wie die Oberfläche des Zapfens gekrümmt und der Krümmungsradius des Stützflächenpaares kleiner als der Radius des Zapfens ist. Daraus resultieren besonders hohe und in jedem Fall in Richtung verbesserter Anschmiegung wirksame Stellkräfte für die Zapfenauflager.

Wenngleich vorzügliche Ergebnisse bereits mit drei Zapfenauflagern erreicht werden, ist besonders /weckmäßig eine Anordnung mit vier Zapfenauflagern, denen je ein Stellkeil zugeordnet ist. In jedem Fall empfiehlt sich die Anordnung der Zapfenauflager bezüglich des I Jmfangs des Zapfens in gleichmäßiger Verteilung.

Vorzugsweise ist der Spannrahmen regelmäßig polygonal ausgebildet und sind die Zapfenauflager in den Ecken des Spannrahmens angeordnet. Damit lassen sich hinsichtlich der Beanspruchung des Spannrahmens besonders günstige Verhältnisse erreichen. Insbesondere ,ist erreichbar, daß in den den Spannrahmen bildenden Spannrahmenarmen reine Zugspannungen auftreten, und zwar dadurch, daß sich im Querschnitt an den Ecken des Spannrahmens die Wirkungslinie der Klemmkraft des entsprechenden Zapfenauflagers und die Schwerelinie der an der jeweiligen Ecke angrenzenden Spannrahmenarme in einem gemeinsamen Punkt schneiden.

Im übrigen ist eine Einrichtung /um Beladen und Entladen einer Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine bekannt (vgl. die DE-PS 27 10 661), bei der ein Werkstück mittels eines Axialgreifers oder eines Radialgreifers ergriffen und einer Werkzeugmaschine zugeführt bzw. von dieser abgeführt wird. Diese Einrichtung weist eine Zapfenaufnahme mit zwei Auflagern auf. die bezüglich eines zu ergreifenden zapfenartigen Werkstückes radial verstellbar sind. Es sind hier genau zwei Auflager vorgesehen, die jeweils winkelförmig ausgebildet sind und von denen eines schwenkbar an einem Träger befestigt ist. Zur Befestigung des letztgenannten Auflagers dient eine körperlich vorhandene Schwenkachse. Im übrigen ist aus dieser Entgegenhaltung noch eine weitere Vorrichtung mit einer Zapfenaufnahme bekannt, die zwei Auflager aufweist, wobei jedes der Auflager zwei elastische, winkelförmig angeordnete, aus Gummielementen gebildete Anlagestücke aufweist. Die Anlagestücke können durch ihre Eigenelastizität Fomiabweichungen entsprechender Werkstücke in gewissen Grenzen ausgleichen. Hierdurch ist gewissermaßen eine Vierpunktauflage mit minimaler Einstelibarkeit durch die elastischen Anlagestücke gewährleistet. Ohwe besondere

ίο Maßnahmen, die im einzelnen in dieser Entgegenhaltung nicht beschrieben sind, bedarf diese bekannte Einrichtung einer vorherigen genauen Justierung und Orientierung des zu ergreifenden Werkstückes, ohne die ausgeglichene Spannungszustände nicht erreichbar sind.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Ansicht einer Zapfenaufnahme einer Vorrichtung zum Auswechseln von Arbeilswalzen von Walzgerüsien und

F i g. 2 in schemalischer Darstellung, ausschnittweise, verschiedene Ausführungsformen von Zapfenauflagern einer Zapfenaufnahme gemäß Fig. 1.

Die in F i g. 1 dargestellte Zapfenaufnahme ist für die Ausbaumuffen bei einer Vorrichtung zum Auswechseln der Arbeitswalzen von Walzgerüsten -vorgesehen und dient zur klemmenden Aufnahme der Zapfen der Arbeitswalzen. Die dargestellte Zapfenaufnahme besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einem Spannrahmen 1, dessen Spannrahmenarme 2 im wesentlichen quadratisch angeordnet sind, so daß der Spannrahmen 1 ein regelmäßiges Viereck bildet. An der Innenseite des Spannrahmens t sind Zapfenauflager 3 angeordnet. Jeweils zwischen einem Zapfenauflager 3 und dem Spannrahmen 1 ist ein senkrecht zur Zeichenebene verschiebbarer Stellkeil 4 vorgesehen, dem eine im einzelnen nicht dargestellte Gegenfläche am Z-apfenauflager 3 entspricht. Eine axiale Verstellung der Stellkeile 4 führt folglich zu einer radialen Verstellung der Zapfenauflager 3 im Sinne einer Klemmung des Zapfens 5 bzw. — in entgegengesetzter Richtung — zur Lösung der Klemmung.
Wie F i g. 1 zeigt, sind im dargestellten Ausführungsbeispiel vier Zapfenauflager 3 vorgesehen, die in den Ecken des Spannrahmens 1 angeordnet sind. Jedem der Zapfenauflager 3 ist genau ein Stellkeil 4 zugeordnet.

Die Stellkeile 4 sind am Spannrahmen 1 jeweils mit einem Stützflächenpaar 6 in Form eines Kreiszylinderabschnitts abgestützt, dessen Achse parallel zur Achse des Zapfens 5 verläuft. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Stützflächenpaar 6 im gleichen Sinn wie die Oberfläche des Zapfens 5 gekrümmt und ist der Krümmungsradius ρ kleiner als der P.adius r des Zapfens 5.

In den Figuren ist die Möglichkeit nicht dargestellt, daß die Klemmung auch schon mit nur einem einzigen, einem der Zapfenauflager 3 zugeordneten Stellkeil 4 möglich ist. Dagegen ist in dem in F i g. 1 dargestellten Querschnitt angedeutet, daß sich jeweils an den Ecken des Spannrahmens 1 die Wirkungslinie ti der Klemmkraft des entsprechenden Zapfenauflagers 3 und die Schwerelinien m der an der betreffenden Ecke angrenzenden Spannrahmenarme 2 in einem gemeinsamen Punkt .v schneiden. Mit dieser Ausbildung wird erreicht. daß in den Spannrahmenannen 2 reine Zugspannungen auftreten.

Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen.

daß die Spannrahmenarme 2 jeweils zwischen benachbarten Stützflächen 6 Vertiefungen 7 aufweisen, die es zulassen, daß die gegenüber den Stützflächenpaaren 6 breiteren Zapfenauflager 3 sich im erforderlichen Maß schwenken lassen.

in F i g. 2 sind in schematischer Darstellung verschiedene Ausführungsmöglichkeiten hinsichtlich Anordnung und Ausbildung von Stellkeilen 4 und StülzHachenpaaren 6 dargestellt. Die Anordnung gemäß Fig. 2a entspricht derjenigen gemäß Fig. 1 mit dem Unterschied, daß der Krümmungsradius /; größer ist als der Radius rdes Zapfens 5. Im Fall F i g. 2b ist das Stützflächenpaar 6 im entgegengesetzten Sinn wie die Oberfläche des Zapfens 5 gekrümmt mit gegenüber dem Radius r kleinerem Krümmungsradius p. Von den vorstehend erläuterten Ausführungsformen unterscheidet sich F ι g. 2c dadurch, daß ein Stützflachenpaar 6 zwischen dem Stellkeil 4 und dem Zapfenauflager 3 vorgesehen ist, während die dem Stellkeil 4 zugeordnete Gegenfläche am Spannrahmen 1 vorgesehen ist. Das Stützflächenpaar 6 ist bei diesem Ausführungsbeispiel gleichfalls im entgegengesetzten Sinn wie die Oberfläche des Zapfens 5 gekrümmt. Das in Fig.2d dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht demjenigen gemäß Fig. 2c insoweit, als das Stützflächcnpaar 6 zwischen dem Zapfenauflager 3 und dem Stellkeil 4 vorgesehen ist. während der dem Stellkeil 4 zugeordnete Gegenkeil sich am Spannrahmen 1 befindet F i g. 2d zeigt aber ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Stützflächenpaar 6 im gleichen Sinn wie die Oberfläche des Zapfens 5 gekrümmt ist und einen verhältnismäßig sehr kleinen Krümmungsradius ρ aufweist, so daß der Krümmungsmiltelpunkt, d. h. der Drehpunkt, um den die Schwenkung des Zapfenauflagers 3 erfolgt, praktisch in der Anlagefläche des Zapfenauflagers 3 liegt Dies führt zu einer sehr vvirksamen Anschmiegung des Zapfenauflagers 3 an den Zapfen 5.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

45

50

50

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Auswechseln von Arbeitswalzen von Walzgerüsten, mit einer Zapfenaufnahme zur Aufnahme von Zapfen der Arbeitswalzen, wobei die Zapfenaufnahme einen Spannrahmen, mindestens zwei innerhalb des Spannrahmens angeordnete Zapfenauflager und zwischen dem Spannrahmen und mindestens einem Zapfenauflager angeordnete Stelleinrichtungen mit jeweils höchstens zwei Stellkeilen zum radialen Verstellen des Zapfenauflagers aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Zapfenauflager (3) vorgesehen sind, daß jede Stelleinrichtung eines Zapfenauflagers (3) genau einen Stellkeil (4) aufweist, daß alle Zapfenauflager (3) um Achsen parallel zur Achse des jeweiligen Zapfens (5) gegenüber dem Spannrahmen (1) schwenkbar sind und daß dazu dort, wo ein Stellkeil (4) vorhanden ist, zwischen dem Stellkeil (4) und dem Spannrahmen (I) oder zwischen dem Stellkeil (4) und dem Zapfenauflager (3) und dort, wo kein Stellkeil (4) vorhanden ist, zwischen dem Zapfenauflager (3) und dem Spannrahmen (1) ein Stützflächenpaar (6) in Form eines Kreiszylinderabschnitts vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützflächenpaar (6) im gleichen Sinn wie die Oberfläche des Zapfens (5) gekrümmt und der Krümmungsradius (/?) des Stützflächenpaares (6) kleiner als der Radius (r)des Zapfens (5) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannrahmen (1) regelmäßig polygonal ausgebildet ist und die Zapfenaufiager (3) in den Ecken des Spannrahmens (1) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Querschnitt an den Ecken des Spannrahmens (1) die Wirkungslinie (w)der Klemmkraft des entsprechenden Zapfenauflagers (3) und die Schwerclinicn (m) der an der jeweiligen Ecke angrenzenden Spannrahmenarme (2) in einem gemeinsamen Punkt M schneiden.