DE3717316A1 - Ueberwachungseinrichtung fuer walzenlager in walzwerken - Google Patents

Ueberwachungseinrichtung fuer walzenlager in walzwerken

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Description

Gegenstand der Erfindung sind Überwachungseinrichtungen für die Walzenlager insbesondere der Arbeitswalzen in Mehrwalzengerüsten von Walzwerken.
Die Betriebssicherheit von Walzwerken, z.B. von Feinband- und Folienwalzwerken, die mit Walzgeschwindigkeiten bis 2500 m/min. bei Walzendrehzahlen von 3000 U/min. arbeiten, erfordert eine ständige Überwachung der Walzenlager.
Eine Überwachung kann am Lager selbst oder an Teilen wie die Schmieraggregate, die für die Funktion der Lager wichtig sind, angesetzt werden. Überwachbare Parameter am Lager selbst sind Reibmoment, Lagerbelastung, Schmierungszustand, Lagertemperatur, Verschleiß und Schwingungen. Der optimale Parameter bei der Überwachung von Walzenlagern ist die Lagertemperatur, die beim Auftreten von Lagerschäden über die normale Betriebstemperatur der Lager ansteigt.
Man unterscheidet zwei Arten von Lagerschäden:
Die Lager versagen bei einer Betriebsstörung spontan, z.B. beim Ausbrechen der Laufflächen der Lagerringe aufgrund einerMaterialermüdung oder beim Ausfall der Schmierung. Eine derartige Betriebsstörung führt zu einer schlagartigen Erhöhung der Lagertemperatur.
Der Lagerzustand verschlechtert sich kontinuierlich, z.B. wenn kein ausreichendes Lagerspiel vorhanden ist. Dies führt zu einem allmählichen Anstieg der Lagertemperatur.
Aus Gründen der Betriebssicherheit muß bei beiden Arten von Betriebsstörungen das Walzwerk sofort abgeschaltet werden.
Die bisher bekannten Überwachungseinrichtungen arbeiten ungenau, da sie nicht die Möglichkeit bieten, die Lagertemperatur unmittelbar am Lager abzunehmen. Ein weiterer Nachteil dieser Überwachungseinrichtungen besteht darin, daß beim Walzenwechsel, insbesondere bei dem häufiger erforderlichen Wechsel der Arbeitswalzen, elektrische Kabel der Überwachungseinrichtungen an der Trennstelle zwischen Einbaustücken und Halteblöcken bzw. Walzgerüst gelöst und wieder verbunden werden müssen, so daß sich der Walzenwechsel verzögert und dadurch unerwünschte Produktionsausfälle entstehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Überwachungseinrichtung für Walzenlager zu entwickeln, die mit höchster Genauigkeit arbeitet und konstruktiv derart gestaltet ist, daß der Walzenwechsel nicht beeinträchtigt wird.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs 1.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung arbeitet sehr genau und zuverlässig und beeinträchtigt aufgrund fehlender Verbindungsleitungen zwischen dem in unmittelbarem Kontakt mit dem Walzenlager stehenden thermischen Grenzwertgeber und dem Signalgeber in keiner Weise den Walzenwechsel.
Die Erfindung ist nachstehend anhand schematischer Zeichnungen in Anwendung bei einem Quarto-Walzwerk im einzelnen erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine seitliche Teilansicht eines Quarto- Walzgerüstes ohne Stützwalzen mit der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung für die Walzenlager der Arbeitswalzen,
Fig. 2 die Draufsicht auf die obere Arbeitswalze des Walzgerüstes nach Fig. 1 und jeweils in vergrößerter Darstellung,
Fig. 3 eine teilweise aufgebrochene perspektivische Darstellung eines Arbeitswalzeneinbaustücks mit der Überwachungseinrichtung sowie
Fig. 4 einen Teillängsschnitt durch den thermischen Grenzwertgeber.
Die Hauptmerkmale der Überwachungseinrichtung für Walzenlager, die in die Einbaustücke (1, 2) der beiden Arbeitswalzen (3, 4) eines Quarto-Walzgerüstes (5) nach den Fig. 1 und 2 eingebaut ist, sind ein thermischer Grenzwertgeber (6), der mit dem Walzenlager (7) in Kontakt steht, sowie ein über den Grenzwertgeber in den Einbaustücken (1, 2) verriegeltes, mechanisches, federbelastetes Übertragungsglied (8) zum Einwirken auf einen außerhalb der Einbaustücke (1, 2) im Walzgerüst (5) angeordneten Signalgeber (9), der durch selbständiges Ausfahren des Übertragungsgliedes (8) nach Lösen von dessen Verriegelung durch den Grenzwertgeber (6) bei Erreichen einer Grenztemperatur des Walzenlagers (7) zum Abschalten des Walzwerkes betätigt wird.
Der in eine Bohrung (10) beispielsweise des oberen Arbeitswalzeneinbaustücks (1) eingesetzte thermische Grenzwertgeber (6) nach Fig. 4 weist eine wärmeisolierte Hülse (11) auf, in deren inneres Ende ein Patronenhalter (12) eingeschraubt ist, der als Wärmefühler auf dem Außenring (13) des Walzenlagers (7) sitzt und eine zylindrische Bohrung (14) zur Aufnahme einer in eine Wärmeleitpaste (15) eingebetteten, mit einer chemisch inaktiven Flüssigkeit (17) gefüllten Patrone (16) aus Glas besitzt.
In der Hülse (11) des Grenzwertgebers (6) ist ein Riegelstift (18) verschiebbar geführt, dessen inneres Ende in der Verriegelungsstellung durch eine Feder (19), die an einem auf dem Riegelstift (18) sitzenden Druckring (20) angreift und sich gegen das äußere Ende der Hülse (11) abstützt, gegen die Patrone (16) gedrückt wird. Das äußere Ende des Riegelstiftes (18) greift in eine Bohrung (22) einer Lasche (21) am inneren Ende des als Steuerfahne (23) ausgebildeten, in das Arbeitswalzeneinbaustück (1) eingefahrenen Übertragungsgliedes (8) des Grenzweitgebers (6) ein, das durch eine Zugfeder (24) vorgespannt ist.
Der Außendurchmesser (25) der Hülse (11) des Grenzwertgebers (6) ist kleiner als der Durchmesser (26) der Aufnahmebohrung (10) für den Geber (6) im Arbeitswalzeneinbaustück (1), und die Hülse (11) ist mittels eines Distanzbordes (27) an dem in das innere Hülsenende eingeschraubten Patronenhalter (12) und des mit einem Außengewinde (28) und einem Innensechskant (29) versehenen äußeren Einschraubendes (30) derart in der Aufnahmebohrung (10) zentriert, daß zwischen Hülse (11) und Bohrungswand (31) ein Luft-Isolierspalt (32) gebildet wird.
Der Weg der Steuerfahne (23) beim Ausfahren aus dem und Einschieben in das Arbeitswalzeneinbaustück (1) ist durch zwei in die Führungsnut (33) für die Steuerfahne im Einbaustück eingeschraubte Bundschrauben (34) begrenzt, die in Langlöcher (35) der Steuerfahne (23) eingreifen.
Der an dem Halteblock (36) im Walzgerüst (5) angebrachte Signalgeber (9) kann als Initiator, staudruckbetätigtes Ventil oder Endschalter ausgebildet sein.
Bei Betrieb des Walzwerkes strömt die im Walzenlager (7) entstehende Wärme über den Außenring (13) des Lagers, den Patronenhalter (12) und die in diesem befindliche Wärmeleitpaste auf die Patrone (16) über, derart, daß die in dieser befindliche chemisch inaktive und isolierende Flüssigkeit (17) erwärmt wird. Die Wärmeisolierung der Hülse (11) des Grenzwertgebers (6) und der Luft-Isolierspalt (32) zwischen der Hülse (11) und der Wand (31) der Aufnahmebohrung (10) für den Geber verhindern weitgehend einen die Lagertemperatur verfälschenden Wärmeübergang vom Patronenhalter (12) in das Einbaustück (1). Bei Auftreten einer erhöhten Lagertemperatur von beispielsweise 170°C aufgrund eines Lagerschadens verursacht die durch die Wärmeeinwirkung des Walzenlagers (7) bewirkte Ausdehnung der Flüssigkeit in der aus Glas bestehenden Patrone (16) des Grenzwertgebers (6), die nach einer kritischen Lagertemperatur ausgewählt ist, ein Platzen der Glaspatrone, so daß der Riegelstift (18) durch die Druckfeder (19) in Pfeilrichtung (a) in den Patronenhalter (12) gedrückt wird und die Steuerfahne (23) durch den Riegelstift (18) freigegeben und durch die Zugfeder (24) schlagartig aus dem Einbaustück (1) herausgeschoben wird, so daß der Initiator (9) durch die Steuerfahne (23) betätigt und ein Stellsignal zum Abschalten des Walzwerkes ausgelöst wird.
In Abänderung des beschriebenen Ausführungsbeispiels kann der Initiator (9) der Überwachungseinrichtung für die Arbeitswalzenlager (7) bei entsprechender Ausbildung der Stützwalzeneinbaustücke in diese eingebaut werden.
Ferner besteht die Möglichkeit, als Siqnalgeber ein staudruckbetätigtes Ventil oder einen Endschalter zu verwenden.
Die vorbeschriebene Einrichtung kann in gleicher Weise zur Überwachung der Stützwalzenlager eingesetzt werden.

Claims (8)

1. Überwachungseinrichtung für die Walzenlager insbesondere der Arbeitswalzen in Mehrwalzengerüsten von Walzwerken, gekennzeichnet durch einen mit dem Lager (7) in Kontakt stehenden, in das Walzeneinbaustück (1) eingebauten thermischen Grenzwertgeber (6) sowie ein über den Grenzwertgeber (6) in dem Einbaustück (1) verriegeltes, mechanisches, federbelastetes Übertragungsglied (8) zum Einwirken auf einen außerhalb des Einbaustückes (1) im Walzgerüst (5) angeordneten Signalgeber (9), der durch selbstätiges Ausfahren des Übertragungsgliedes (8) nach Lösen von dessen Verriegelung durch den Grenzwertgeber (6) bei Erreichen einer Grenztemperatur des Walzenlagers (7) zum Abschalten des Walzwerkes betätigt wird.
2. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in eine Bohrung (10) des Einbaustücks (1) eingesetzte thermische Grenzwertgeber (6) eine wärmeisolierte Hülse (11) aufweist mit einem in das innere Ende derselben eingesetzten Patronenhalter (12), der als Wärmefühler auf dem Außenring (13) des Walzenlagers (7) sitzt und eine zylindrische Bohrung (14) zur Aufnahme einer in eine Wärmeleitpaste (15) eingebetteten, mit einer chemisch inaktiven Flüssigkeit (17) gefüllten Patrone (16) aus zerbrechlichem Material wie Glas besitzt, und daß in der Hülse (11) des Grenzwertgebers (6) ein Riegelstift (18) verschiebbar geführt ist, dessen inneres Ende in der Verriegelungsstellung durch eine Feder (19) gegen die Patrone (16) gedrückt wird und dessen äußeres Ende in eine Bohrung (22) einer Lasche (21) am inneren Ende des als Steuerfahne (23) ausgebildeten, in das Einbaustück (1) eingefahrenen Übertragungsgliedes (8) des Grenzwertgebers (6) eingreift, das (8) durch eine Feder (24) vorgespannt ist.
3. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser (25) der Hülse (11) des Grenzwertgebers (6) kleiner als der Durchmesser (26) der Aufnahmebohrung (10) für den Geber (6) im Einbaustück (1) ist und daß die Hülse (11) mittels eines Distanzbordes (27) an dem in das innere Hülsenende eingeschraubten Patronenhalter (12) und des mit einem Außengewinde (28) und einem Innensechskant (29) versehenen äußeren Einschraubendes (30) derart in der Aufnahmebohrung (10) zentriert ist, daß zwischen Hülse (11) und Bohrungswand (31) ein Isolierspalt (32) gebildet wird.
4. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 2 und 3, gekennzeichnet durch mindestens einen Anschlag zur Begrenzung des Weges der Steuerfahne (23) beim Ausfahren aus dem und Einschieben in das Einbaustück (1).
5. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch zwei in die Führungsnut (33) für die Steuerfahne (23) im Einbaustück (1) eingeschraubte Bundschrauben (34), die in Langlöcher (35) der Steuerfahne (23) zur Begrenzung der Aus- und Einfahrbewegung derselben eingreifen.
6. Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Ausbildung des Signalgebers (9) als Initiator.
7. Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (9) als staudruckbetätigtes Ventil ausgebildet ist.
8. Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Endschalter als Signalgeber (9).
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