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Schmierölumlauf für Reversier-Walzgerüste
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Die Erfindung betrifft einen Schmierölumlauf für Walzgerüste, insbesondere
Grobblech-Reversiergerüste, mit einem Sammelbehälter und diesem nachgeordneter Pumpe,
Filtern, Kühler und für eine Versorgung der Walzenlager mit konstantem Druck vorgesehenen
überström- und Druckregelventilen.
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Bei der Versorgung von Walzgerüsten mit Schmieröl wird üblicherweise
das rücklaufende Öl in einem Behälter aufgefangen, und, gegebenenfalls um Verluste
ergänzt, aus diesen durch eine Hydraulikpumpe zu den zu schmierenden Lagerstellen
gefördert. Um Verunreinigungen zurückzuhalten, wird der Pumpe üblicherweise ein
Filter nachgeordnet, und da der ölbedarf der Walzenlager, beispielsweise in Abhängigkeit
von der jeweiligen Drehgeschwindigkeit, stark schwankt und die Pumpe einen annähernd
konstanten Förderstrom bewirkt, ist dem Filter üblicherweise ein Überströmventil
nachgeordnet, das den von den Lagern nicht aufgenommenen Anteil des Förderstromes
direkt in den Behälter zurückführt. So werden der zur Aufrechterhaltung einer konstanten
Öltemperatur erforderliche Kühler sowie die zu den Lagerstellen des Gerüstes führende
Speiseleitung nur mit dem jeweilig zur Schmierung der Lager erforderlichen Ölstrom
beaufschlagt. Da in der Speiseleitung und in den üblicherweise dem Gerüst vorgeordneten
Gerüstfiltern nochmals ein Druckabfall auftritt und andererseits insbesondere bei
Reversiergerüsten,
die oft ihre Drehrichtung umkehren und dabei
auf die Drehzahl O verzögert und von dieser wieder hochgefahren werden, die ölabnahme
durch die Walzenzapfenlager stark schwankt, wird die Speiseleitung mit einem höheren
Druck beaufschlagt, als ihn die Walzenlager erfordern, um Strömungswiderstände zu
überwinden und beim Anlaufen die in der Speiseleitung anstehende ölsäure beschleunigen
zu können. Der tatsächlich die Walzenlager speisende Druck wird daher üblicherweise
durch ein dem Gerüst direkt vorgeordnetes Druckminderventil bestimmt. In der Praxis
hat es sich jedoch gezeigt, daß insbesondere bei Walzgerüsten hoher Leistung, die
oft und schnell zu reversieren sind, und bei denen daher die Drehzahl der durch
die Walzenlager abgestützten Lagerzapfen und damit der ölverbrauch dieser Lager
spontanen Schwankungen unterworfen sind, mit den herkömmlichen Schmierölumläufen
nicht mit ausreichend konstantem Druck versorgt werden können. Insbesondere bei
Grobblech-Reversiergerüsten hat es sich herausgestellt, daß beim Anlaufen die in
der Speiseleitung anstehende ölsäure dem spontan steigenden Ölverbrauch nicht ausreichend
schnell zu folgen vermag, so daß in der Anlaufphase der an den Lagern anliegende
Öldruck stark absinkt und die Gefahr unzulässig hohen Verschleißes durch mangelnde
Ölversorgung besteht.
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Die Erfindung geht daher von der Aufgabe aus, die bekannten Schmierölumläufe
so abzuändern, daß bei einfachem Aufbau derselben eine Versorgung der Walzenlager
mit konstantem Schmieröldruck auch bei sich stark ändernden Drehgeschwindigkeiten
der Walzen gesichert ist.
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Gelöst wird diese Aufgabe, indem die dem Behälter nachgeordnete Pumpe
das Filter, den Kühler und die Zuleitung zu dem Gerüst, die Speiseleitung, mit ihrem
vollen Förderstrom beaufschlagt, und in unmittelbarer Nähe des Gerüstes ein den
für die Speisung seiner Lager vorgegebenen Druck einregelndes Uberstromventil angeordnet
ist Hierdurch wird zunächst eine Vereinfachung erreicht, da das sonst unmittelbar
in Gerüstnähe angeordnete Druckminderventil entfallen kann. Als wesentlich erweist
sich
aber, daß auch beim steilen Hochlaufen des Gerüstes es nicht
erforderlich ist, die in der Speiseleitung anstehende Ölsäule zu beschleunigen,
da die Speiseleitung stets mit dem vollen Förderstrom der Pumpe beaufschlagt wird.
Die bei Geschwindigkeitsänderung zu beschleunigende Ölsäule weist daher eine nur
geringe Masse auf uns vermag sich dem wechsenden Ölbedarf schnell und leicht anzupassen.
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Bei üblicherweise dem Walzgerüst zugeordneten Gerüstfiltern werden
diese zweckmäßig dem Uberströmventil nachgeordnet, und dessen Regelgröße wird hinter
den Gerüstfiltern abgegriffen.
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Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung anhand der folgenden
Beschreibungen eines üblichen sowie eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Schmierölumlaufes
in Verbindung mit diese darstellenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen hierbei Fig.
1 schematisch einen gebräuchlichen Schmierölumlauf und Fig. 2 in gleicher Darstellung
einen gemäß der Erfindung ausgelegten Schmierölumlauf.
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Bei dem in Fig. 1 dargestellten, bekannten Schmierölumlauf wird das
zur Schmierung eines Gerüstes vorgesehene Öl einem Behälter 1 durch eine Pumpe 2
entnommen und über ein Verunreinigungen zurückhaltendes Filter 3 einem Uberstromventil
4 zugeführt, das den die benötigte Schmierölmenge überschreitenden Anteil des Förderstromes
der Pumpe 2 direkt in den Behälter 1 rücklaufen läßt. Das zur Schmierung vorgesehene
Öl passiert den Kühler 5, dessen Kühlmitteleingang ein Temperaturregelventil 6 vorgeordnet
ist. Dem Ausgang des Kühlers 5 ist die Speiseleitung 7 für das Walzgerüst 8 nachgeordnet.
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Der am Eingang dieser Speise leitung auftretende Druck wird über die
Leitung 9 als'Regelgröße dem überströmventil 4 zugeführt.
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Wie bereits in der Einleitung bemerkt, ist der am Eingang der Speise
leitung 7 eingeregelte Druck höher als der Druckbedarf der Walzenzapfenlager des
Walzgerüstes 8, um die in der Speiseleitung 7 anstehende Ölsäule bei Bedarfsschwankungen
zu beschleunigen, und den Widerstand sowohl der Speiseleitung als auch der Gerüstfilter
11 zu überwinden.
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Dem Ausgang der Speiseleitung 7 ist daher ein in unmittelbarer Nähe
des Walzgerüstes angeordnetes Druckminderventil nachgeordnet, das den vorgegebenen
Lagerdruck unter Berücksichtigung des Druckabfalles in den Gerüstfiltern 11 einregelt.
Das abfließende Öl wird im Sumpf 12 des Walzgerüstes 8 aufgefangen und über einen
Rücklauf 13 dem Behälter 1 zugeführt.
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Wie bereits erwähnt, ist ein solcher Schmierölumlauf nicht in der
Lage, Walzgerüste mit stark wechselndem Ölbedarf, beispielsweise Grobblech-Reversiergerüste,stets
mit dem für dessen Walzenlager erforderlichen Druck zu versorgen. Die in der üblicherweise
relativ langen Speiseleitung 7 anstehende Ölsäule vermag den jeweiligen Bedarfs
schwankungen infolge ihrer Masse nicht schnell genug zu folgen. Als nachteilig stellt
sich weiterhin auch dar, daß den Kühler 5 zwar nur die jeweilig erforderliche Ölmenge
passiert, dafür aber die starken Schwankungen des den Kühler 5 durchsetzenden Ölstromes
an die Temperaturregelung hohe Anforderungen stellt. Nachteilig macht sich nicht
nur der starken Schwankungen unterworfene Wärmedurchsatz bemerkbar, dessen Änderungen
sich nur mit starker Verzögerung wirksam werden, es macht sich auch unangenehm bemerkbar,
daß die den Kühler durchsetzende Ölströmung bei starken Schwankungen des ölstromes
kurzfristig von laminarer zu turbulenter Strömung umzuspringen und wieder rückzuspringen
vermag.
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Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung vermieden, indem ein Aufbau
verwendet wird, wie er in Fig. 2 dargestellt ist.
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Auch hier wird dem Behälter 1 durch die Pumpe 2 ein deren Drehzahl
proportionaler und damit bei konstanter Drehzahl auch
praktisch
konstanter Ölstrom entnommen. Dieser ölstrom wird zum Zurückhalten der Verunreinigungen
über ein Filter 3 geführt und passiert auch in voller Stärke den Kühler 5 sowie
die Speiseleitung 14. Mit diesem konstanten Durchsatz des Kühlers 5 wird die Temperaturregelung
des Öles außerordentlich vereinfacht, und da ein Teil des vollen Ölstromes direkt
in den Behälter 1 zurückgeführt wird, ist auch der von der Pumpe 2 geförderte Ölstrom
von ausgeglichenerer Temperatur als dies beim bisherigen Aufbau eines solchen ölumlaufes
erzielbar war. Der volle, die Speiseleitung 14 beaufschlagende Förderstrom bewirkt
in dieser einen konstanten Ölfluß, so daß Beschleunigungsvorgänge hier auch bei
stark wechselndem Ölbedarf der Walzenlager des Walzgerüstes 8 entfallen.
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In unmittelbarer Nähe des Gerüstes ist ein Überströmventil 15 angeordnet,
das den von den Walzenlagern des Walzgerüstes 8 nicht abgenommenen Anteil des Förderstromes
über den Rücklauf 17 in den Behälter 1 zurückgibt. Die vom Eingang des überstromventiles
zu den Walzenlagern führenden Leitungen sind daher nur noch sehr kurz, und demzufolge
ist die Masse der in diesen kurzen Leitungen anstehenden Ölsäule gering, so daß
sie leicht zu beschleunigen ist und wechselndem Bedarf ohne wesentliche Trägheit
zu folgen vermag. Die Regelgröße für das überströmventil 15 wird in unmittelbarer
Nähe der Lager entnommen und über die Leitung 16 dem Uberstromventil 15 zugeführt.
Hierdurch wird sowohl der Widerstand innerhalb der noch verbleibenden Leitungen
sowie innerhalb der Gerüstfilter 11 berücksichtigt, und weiterhin werden die am
Eingang der Walzenlager eintretenden Druckschwankungen infolge wechselnden Bedarfes
mit berücksichtigt, so daß das Überstromventil 15 in der Lage ist, beim Auftreten
von überdruck infolge Bedarfsrückganges sich relativ scharf zu öffnen und damit
die Lager zu entlasten, während beim Hochfahren der Walzen und dementsprechend steilen
Bedarfsanstieg der primär am Lagereingang eintretende Druckabfall auch sofort als
Reaktion das Schließen des Uberstromventiles einzuleiten vermag.
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Die Darlegungen zeigen, daß der erfindungsgemäße Aufbau des Schmierölumlaufes
eines Walzgerüstes bestimmungsgemäß eine Versorgung der Walzenlager mit konstantem
Schmieröldruck auch dann gewährleistet, wenn die Drehzahl der Walzen infolge häufigen
und schnellen Reversierens starken Schwankungen unterlaufen ist. Damit wird auch
die bisher als kritisch betrachtete Speiseleitung unkritisch; sie war ohnehin für
den maximalen Ölstrom auszulegen, und bisher war im Interesse geringer Trägheit
auf unbedingte Kürze dieser Speiseleitung Wert zu legen.
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Unkritisch ist aber auch der Kühler 5 geworden, der nunmehr vom konstanten
Förderstrom durchsetzt wird, und dessen auszugleichende Temperaturschwankungen geringer
sind als die, welche sich beim üblichen Aufbau eines Ölumlaufes ergeben. Vorteilhaft
macht sich weiterhin bemerkbar, daß auf eines der Regelventile, nämlich das bisher
übliche Druckminderventil am Ende der Speiseleitung 7, verzichtet werden kann, so
daß sich auch ein gegenüber den üblichen einfacherer Aufbau und geringerer Aufwand
ergibt. Auch gegenseitige Beeinflussungen bzw. Aufschaukelungen der vom üblichen
überstromventil 4 und dem Druckminderventil 10 eingeregelten Druckverhältnisse entfallen,
wenn auf den konstanten Förderstrom nur e i n Uberstromventil 15 einwirkt.