DE3420830A1

DE3420830A1 - Vorrichtung zur axialen betaetigung und regelung von horizontalwalzen eines formstahl-walzgeruests

Info

Publication number: DE3420830A1
Application number: DE19843420830
Authority: DE
Inventors: Jacques Joeuf Michaux
Original assignee: Sacilor SA
Current assignee: Sacilor SA
Priority date: 1983-06-10
Filing date: 1984-06-05
Publication date: 1984-12-13
Also published as: IT8467593A1; GB2141061A; US4589269A; FR2547216A1; IT1179716B; GB8414395D0; JPS609508A; ZA844300B; IT8453472V0; KR850000268A; IT8467593A0

Description

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Anmelderin; SACILOR S.A., Hayange (Prankreich)

Titel; Vorrichtung zur axialen Betätigung und. Regelung von Horizontalwalzen eines Formstahl-Walzgerüsts

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Betätigung und Regelung der Horizontal-walzen eines Formstahl-Walzgerüsts in axialer Richtung.

Während des Walzens können die Horizontalwalzen sich unter der Wirkung der auftretenden Beanspruchung aus ihrer korrekten Stellung seitlich verschieben. Es erweist sich deshalb als notwendig, ihre Stellung seitlich korrigieren zu können.

Nach dem Stand der Technik werden die Walzkräfte in radialer Richtung auf jeder Seite jeder Horizontalwalze durch Radiallager aufgefangen, die auf dem Drehzapfen der Walze montiert und in Einbaustücken untergebracht sind. Die Kräfte in axialer Richtung werden lediglich auf einer Seite jeder Walze durch ein Axiallager aufgefangen,dasmifcseinem Innenring auf einem reduzierten Drehzapfen nahe bei dem ersten Drehzapfen in einem Lagergehäuse montiert ist, das an dem Einbaustück oder an den Ständern des Walzgerüsts gehalten ist.

Der Innenring des Axiallagers wird auf der Walze einerseits durch eine Schulter und andererseits in der Nähe des Endes

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des Drehzapfens durch einen Abstandsring gehalten, der seinerseits durch eine Schrauben-Mutter-Einheit blockiert ist, die durch eine am Ende des Drehzapfens vorgesehene Ringnut gehalten ist.

Der Außenring des Axiallagers ist in einer Hülse befestigt, die auf ihrer Außenfläche ein Gewinde aufweist und sich in die Innenbohrung des Lagergehäuses schraubt.

Ein erstes wellengelagertes Rad, manuell oder durch einen Motor bewegt, treibt ein auf der Hülse aufgekeiltes Rad an, was bewirkt, daß diese sich in das Lagergehäuse schraubt und die Walze inbezug auf dieses verschiebt.

Ein zweites wellengelagertes Rad (wie das erste bewegt) treibt ein zweites mit Innengewinde versehenes Rad an, das sich auf der Hülse entlangschraubt und so ermöglicht, das System in der für die Walze gewünschten Stellung durch Spielausgleich zu blockieren.

Bei dieser bekannten Lösung muß zur Betätigung jeder Regelung nacheinander auf die beiden Räder eingewirkt werden, und zwar zunächst auf dasjenige, welches das Blockierungs-Schraubenmutter-Rad betätigt, um das System zu entriegeln, dann auf das andere, welches das Regelungsrad betätigt, um die liö-ze um das gewünschte Maß zu verschieben, und schließlich auf das zuerst benutzte, um das System wieder zu blockieren.

Diese Lösung weist gleichermaßen den Nachteil auf, daß die Hülse durch das Axiallager in Drehung versetzt werden kann, wenn dieses aus unerwünschten Gründen (durch Überlastung, Reibung ... usw.) ein größeres Drehmoment als das der Blockierung entwickelt.

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Außerdem ist die Kontrolle der Verschiebung nicht ordentlich gewährleistet, weil sie schwierig zu messen ist.

Die Erfindung bezweckt, eine verbesserte Vorrichtung zur genauen, stabilen und kontrollierten axialen Betätigung und Regelung der Stellung einer Walze durch die einmalige Betätigung eines einzigen wellengelagerten Rads zu schaffen.

Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß die Vorrichtung in einem Gehäuse montiert, das an einem Bauteil des Walzgerüsts gehalten ist und eine Umkleidung aufweist, in welcher axial gleitbar eine Hülse montiert ist, die formschlüssig mit dem Außenring des Axiallagers verbunden ist, wobei ein Mechanismus zur Regelung der Stellung der Hülse inbezug auf die Umkleidung des Gehäuses vorgesehen ist.

Um einen guten Schubwiderstand und eine leichte Bedienung anzubieten, ist der Regelmechanismus aufschraubbar.

Die Hülse wird in der Umkleidung des Gehäuses gegen Drehung blockiert und der Regelmechanismus umfaßt: ein Gewinde eines Außenbereichs der Hülse, auf dem sich zwei Schraubenmutter-Räder entlangschrauben; zwei äußerste, an dem Gehäuse ausgebildete Anschläge; zwei wellengelagerte Räder, die in dem Gehäuse drehen, jeweils einem Anschlag benachbart sind und mit je einem Schraubenmutter-Rad kämmen.

Die beiden Schraubenmutter-Räder sind auf ihrer gegenüberliegenden Fläche mit einer Wellenkupplung versehen, die durch Drehung des einen oder des anderen Rads für eine Annäherung der Schraubenmutter-Räder kleiner als die Differenz zwischen dem Abstand der Anschläge und der Summe der Breite der Räder funktioniert. Auf diese W_eise ist es möglich, auf ein einziges wellengelagertes Rad einzuwirken, um eine Freigabe der Stellung der Walze, deren Regelung und ihre erneute Blockierung vorzunehmen, wie weiter unten zu sehen sein wird. An-

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dererseits kann die Hülse nicht mehr zufällig in Drehung versetzt werden, weil sie gleitbar und gegen Drehung durch einen Keil gesichert ist.

Vorteilhafterweise sind die Räder durch Motoren mit umkehrbarer Drehrichtung angetrieben.

Man kann aus dem Vorhandensein dieser Motoren Nutzen ziehen, um sie als Impulszähler zu verwenden und die gerade stattfindende Regelung genau zu kontrollieren.

Die Erfindung erfährt eine besonders interessante Anwendung bei einer Lageranordnung, in welcher das genannte Lager ein Axiallager ist, während ein zweites Lager vorgesehen ist, das in dem in den Ständern untergebrachten Einbaustück montiert ist und ausschließlich die von der Walze ausgehaltenen radialen Beanspruchungen aufnimmt. Das Gehäuse kann an dem Einbaustück gehalten sein.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform aufscheinen.

Diese Beschreibung bezieht sich auf die beigefügte Zeichnung, die zeigt:

Fig. 1 das Ende einer Walze und die Regelungsvorrichtung der Erfindung im Horizontalschnitt,

Fig. 2 die Wirkung der formschlüssigen Wellenkupplung in der Regelungsbewegung.

Fig. 3 die Bewegungswinkel <1 und *C2 bei freier Drehung der Regelungsräder.

Fig. 1 läßt Ständer 1 erkennen, zwischen denen ein Einbaustück 3 angeordnet ist. Die Ständer 1 können einstückig sein und ein vertikales Fenster 2 zur Aufnahme des Einbaustücks aussparen, das auf bekannte (nicht dargestellte) Weise an den Ständern 1 befestigt ist.

Das Einbaustück 3 hält den Außenring eines ausschließlich radialen Lagers 4, dessen Innenring am Körper 5 des Drehzapfens der Walze 6 befestigt ist.

Das Ende 7 dieses Drehzapfens, das inbezug auf dessen Körper 5 einen verminderten Durchmesser aufweist, trägt den Innenring eines Axiallagers 8.

Verschiedene Schulterringe 9, 10 und Abstandsringe 11 dienen der Montage der Innenringe der Lager 4 und 8, wobei das Ganze durch eine Schrauben-Mutter-Einheit 12 blockiert ist, die sich am Ende des Drehzapfens befindet.

Der Außenring des Axiallagers 8 ist mittels AbStandsringen 20, 21 und einer Schrauben-Mutter-Einheit 22 in einer Hülse

13 befestigt, die gleitend in der Umkleidung eines Gehäuses

14 montiert ist. Das Gehäuse 14 weist Ösen15aj£, die seine Befestigung am Einbaustück 3 mittels Bolzen 16 und Muttern 17 erlauben.

Die Drehung der Hülse 13 in der Umkleidung des Gehäuses 14 wird durch eine Keilverbindung 18 verhindert.

Das Gleiten der Hülse 13 wird durch eine Regelvorrichtung gesteuert, die es erlaubt, eine kontrollierte axiale Verschiebung der Walzen in den durch die axialen Pfeile 19 dargestellten Richtungen zu erzielen.

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Die Regelvorrichtung weist ein Gewinde 23 auf, das auf einem Außenbereich der Hülse 13 angebracht ist. Auf dieses Gewinde 23 sind zwei Schraubenmutter-Räder 24a und 24b aufgeschraubt, deren axiale Verstellbarkeit durch zwei Anschläge 25a und 25b begrenzt ist, die teilweise die Stirnflächen einer Ausnehmung 26 bilden, welche in der Umkleidung des Gehäuses 14 gegenüber einem Teil des Gewindes 23 ausgespart ist. Der Abstand zwischen den Anschlägen 25a und 25b ist um eine Länge h größer als die Summe der Dicken der Schraubenmutter-Räder 24a, 24b. Die Länge h ist größer als die zulässige Verschiebung im Inneren der formschlüssigen Wellenkupplung durch die Drehung des einen oder des anderen Rads.

Die Ausnehmung 26 beherbergt außer den Schraubenmutter-Rädern 24a, 24b Räder 27a, 27b, die auf in der Umkleidung des Gehäuses 14 drehenden Wellen 28a, 28b verkeilt sind. Die Räder 27a bzw. 27b stoßen gegen die Anschläge 25a, 25b. Um die Montage zuzulassen, wird der Anschlag 25b in Form eines entfernbaren Rings realisiert, der durch eine Schrauben-Mutter-Einheit 29 blockiert ist.

Die Wellen 28a, 28b werden manuell (z.B. durch einen Knarrenschlüssel) oder automatisch durch zwei Motore 30a, 30b mit umkehrbarer Drehrichtung in Drehung versetzt. Diese Motore sind mit einem nicht dargestellten Steuerwerk verbunden.

In ihrer Blockierstellung sind die Schraubenmutter-Räder 24a, 24b gegen ihren Anschlag 25a bzw. 25b angepreßt und verbieten jede Verschiebung der Hülse 13 inbezug auf die Umkleidung des Gehäuses 14.

Die Räder 27a, 27b stehen mit den Schraubenmutter-Rädern 24a, 24b in Eingriff, was auch immer die Stellung dieser letzteren sein mag. Die Länge h ist zu diesem Zweck kleiner als die Dikke eines Schraubenmutter-Rads 24a, 24b.

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Die Schraubenmutter-Räder 24a, 24b (Fig. 2) weisen auf ihrer gegenüberliegenden Fläche 31a, 31b eine Wellenkupplung auf, die erst nach einer Leerdrehung des angetriebenen Rads in Eingriff kommt\ sie besitzt ein männliches Kupplungsteil 33a, das sich in das weibliche Kupplungsteil 33b des mitgenommenen Rads bewegt (Fig. 2).

Die mögliche Drehbewegung des angetriebenen Rads 24a (Fig. 3), das sich auch axial in Abhängigkeit von der Steigung des Verbindungsgewindes verstellt, erlaubt es, im einen Drehsinn die Blockierung des angetriebenen Rads 24a an seinem eigenen Anschlag 25a zu erzielen, ohne daß das männliche und weibliche Teil in Kontakt kommen (Winkel iC1).

Da im umgekehrten Sinn, dem der Regelung, die axiale Verstellung, die stets kleiner als h ist, zunächst die Freigabe des Rads 24a und dann durch Drehung um den Winkel «C2 das In-Kontakt-Kommen des männlichen Teils 34a und des weiblichen Teils 34b, also die Mitnahme des Rads 24b, erlaubt, das sich gegen seinen eigenen Anschlag 25b abstützt, verursacht sie die axiale Verstellung des mit dem drehenden Anschlag 8 formschlüssig verbundenen Gewindebereichs 23? wobei der Anschlag seinerseits mit der zu verstellenden Walze formschlüssig verbunden ist.

Im Fall der Umkehrung des Regelungssinns der axialen Verstellung wird das Rad, das angetrieben war, das mitgenommene Rad, und das mitgenommene Rad wird das angetriebene Rad.

Deshalb muß die freie Drehbewegung des männlichen Kupplungsteils in ihren Möglichkeiten im Inneren des weiblichen Kupplungsteils symmetrisch sein. Die Winkel oCi und «C2 müssen genau gleich sein.

Die Wirkungen und Beeinflussungen kehren sich einzig und allein um, wenn der Regelungssinn wechselt.

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Ein Deckel 32 kann das stirnseitige Ende des Gehäuses verschließen.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Lagervorrichtung ist folgende:

Während des Walzens kann die zweckmäßige seitliche Regelung der Horizontalwalzen in der vertikalen Walzebene ausgeführt werden, indem auf eine "besondere Weise auf die motorisierten oder nicht motorisierten Antriebsorgange der Wellen 28a, 28b eingewirkt wird.

Auf der oberen Walze ist z.B. ein Axiallagergehäuse der erfindungsgemäßen Ausgestaltung mit manuellen oder motorisierten Antrieben angebracht, das es erlaubt, im Lauf der Montage die gute Stellung der Walze in der Achse des Walzgerüsts zu geben. Diese durch das Axiallager fixierte und blockierte Stellung wird als Basis der unbelasteten Regelung dienen.

Auf der unteren Walze ist ein Axiallagergehäuse von identischer Ausgestaltung, jedoch vorzugsweise mit motorisierten Antrieben, angebracht. Bei der Montage wird die untere Walze wie die obere Walze in der Achse des Walzgerüsts eingeregelt, um die gute Walzgeometrie einzuhalten. Diese ganze Regelung geschieht unbelastet.

Während des Walzens können die Walzen sich unter der Belastung je nach ihrer Beanspruchung oder infolge von Abnutzung mehr oder minder aus der guten Geometrie verschieben. Die Korrektur geschieht dann ohne Schwierigkeit und im Abstand, indem auf die Motore der motorisierten Antriebe eingwirkt wird.

Der in Erwägung gezogene Bezugspunkt wird der bestimmte Bezugspunkt sein: Probenahme z.B.oder durch Meßfühler, welche

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die tatsächliche Stellung der Walzen bei der Arbeit kontrollieren, -wiederhergestellter Bezugspunkt oder auch noch Anzeigen von Meßfühlern der Walzkraft, welche gegenseitig diejenige jeder Walze hervorbringen, die je nach den Umständen gemäß dem Verhältnis verglichen wird, das ihre Beziehung auf einem konstanten Wert hält.

Das Korrektursystem wird auf eine originelle Weise derart entwickelt, daß jeder Motor (30a, 30b) auf eine einzige Korrekturrichtung bezogen ist.

Ein Motor (30a, 30b) stellt auf einmal die Entriegelung (Freigabe) eines ersten Schraubenmutter-Rads (24a oder 24b) sicher, welches nach dem Ineingriffkommen der formschlüssigen Wellenkupplung die gewünschte Bewegung eines zweiten Schraubenmutter-Rads (24b oder 24a) hervorruft, das die Verschiebung der Hülse 13 bewirkt. Das Anhalten der Bewegung beim richtigen Wert (derjenige, der in der Steuerungseinheit angezeigt gewesen sein wird) geschieht durch die Überwachung der (unbelasteten) Drehung mittels eines Impulszählers, der auf dem anderen Motor 30b oder 30a befestigt ist und durch die tatsächliche Bewegung des zweiten Schraubenmutter-Rads angetrieben wird.

Wenn der Impulszähler die Impulszahl, die dem angezeigten Wert der Verschiebung entspricht, gezählt hat, hält er den Antriebsmotor 30a und 30b an und kehrt den Drehsinn um, was bezweckt, das System durch die Rückkehr in die Klemmstellung des ersten Schraubenmutter-Rads wieder zu blockieren. Die Blockierungs- und Freigabewirkung wird durch das Moment des hydraulischen Motors geprüft.

Um eine Verschiebung im entgegengesetzten Sinn zu bewirken, wählt man den anderen Motor 30b oder 30a, der dann wirkt, wie es der erste Motor für die umgekehrte Bewegung gemacht hat,

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wobei der erste Motor nur mehr die Rolle des Impulszählers zu erfüllen hat.

Die Schraubenmutter-Räder 24a, 24b wirken durch eine Kupplungsmitnahme in freier begrenzter Drehung, die ausreicht, um das System freizugeben (z.B. Winkel von 120°).

Der Bedienungsmann stellt in seiner Kabine für jede Verstellrichtung zwei Organe auf.

1) Eine Feineinstellvorrichtung, um die Amplitude der gewünschten Verschiebung anzuzeigen.

2) Einen Startknopf des Antriebsmotors, bezogen auf die gewählte Verstellrichtung.

Er drückt auf den geeigneten Startknopf und es rollt jede Folge der Regelungsbetätigung automatisch ab.

Die Korrekturbetätigung kann auch durch ein automatisches System kontrolliert und gesteuert werden, das entweder durch den Vergleich der tatsächlichen Walzenstellung (Stellungsmeßfühler) oder durch den Vergleich der Walzkräfte (Kraftmeßfühler) gesteuert wird.

II.

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur axialen Betätigung und Regelung von Horizontalwalzen eines Formstahl-Walzgerüsts, die mindestens ein Axiallager aufweist, das in der Umkleidung eines Gehäuses montiert ist, welches an einem Bauteil des Walzgerüsts gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Hülse (13) aufweist, die axial gleitbar montiert, mit dem Außenring des Lagers (8) formschlüssig verbunden und gegen Drehung in der Umkleidung des Gehäuses (14) blockiert ist, wobei zur Regelung der Stellung der Hülse (13) inbezug auf die Umkleidung des Gehäuses (14) ein Schraubmechanismus vorgesehen ist, der folgendes umfaßt: ein Gewinde (23) eines Außenbereichs der Hülse (13), auf dem sich zwei Schraubenmutter-Räder (24a, 24b) entlang-schrauben; zwei äußerste Anschläge (25a, 25b), die an dem Gehäuse (14) ausgebildet sind; zwei wellengelagerte Räder (27a, 28a; 27b, 28b), die in dem Gehäuse (14) drehen, jeweils einem Anschlag (25a, 25b) benachbart sind und mit ,p einem Schraubenmutter-Rad (24a, 24b) kämmen, wobei die beiden Schraubenmutter-Räder (24a, 24b) innerhalb von Winkeln cC1 und «C2 in freier Drehung arbeiten und auf ihrer gegenüberliegenden Fläche (31a, 31b) mit einer Wellenkupplung versehen sind, die für eine Drehung der Schraubenmutter-Räder in Eingriff kommt, die kleiner als die WinkeloC1 und <C2 sowie auch auf eine

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axiale Versendung begrenzt ist, die kleiner als die Differenz (h) zwischen dem Abstand der Anschläge und der Summe der Breiten der Räder ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wellengelagerten Räder (27a, 28a; 27b, 28b) von Motoren (30a, 30b) mit umkehrbarer Drehrichtung angetrieben sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Motoren (30a, 30b) Impulszählern zugeordnet sind,