DE3923976A1

DE3923976A1 - Walzwerksantrieb mit axialer verbindung zwischen walzenzapfen und gelenkspindel

Info

Publication number: DE3923976A1
Application number: DE19893923976
Authority: DE
Inventors: Heinz Vosbeck; Gerhard Artel; Juergen Stelbrink
Original assignee: SMS Schloemann Siemag AG; Schloemann Siemag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 1989-07-20
Filing date: 1989-07-20
Publication date: 1991-01-31
Anticipated expiration: 2009-07-21
Also published as: DE3923976C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Walzwerksantrieb mit zwischen den Kammwalzen und den axial verschieblichen Walzen ange ordneten Gelenkspindeln, deren Spindelgelenk lösbar mit dem Laufzapfen einer Walze, insbesondere einer Arbeitswalze verbunden ist, welche im Walzgerüst in von mindestens einem in Richtung der Walzenachse wirkenden Verschiebeblock hori zontal bewegbaren Einbaustücken gelagert ist.

In Walzwerken heutiger Bauart ist es erforderlich, die Walz arbeit zu beschleunigen, die Walzgenauigkeit zu erhöhen und die Arbeitsgeschwindigkeit heraufzusetzen. Um dabei mögli cherweise auftretende Planheitsfehler des gewalzten Gutes auszugleichen, werden bspw. die Arbeitswalzen im Walzgerüst um bestimmte Stellbereiche axial verschoben, um kontrolliert mittlere Bandwölbungen bzw. Bandkantenwölbungen günstig zu beeinflussen. Zu diesem Zweck bewirkt ein geeigneter Stell antrieb, der an einem Verschiebeblock des Walzgerüsts an greift, die axiale Verschiebung der Arbeitswalzen um genau vorgegebene Beträge im Walzgerüst, während der rotatorische Antrieb der Arbeitswalzen in bekannter Weise über Gelenk spindeln erfolgt, die zwischen den angetriebenen Arbeits walzen und den antreibenden Kammwalzen angeordnet sind. Da die Kammwalzen in ortsfesten Gerüsten gelagert sind und ihrerseits über geeignete Getriebeanordnungen mit Antriebs motoren in Verbindung stehen, müssen die Gelenkspindeln so ausgebildet sein, daß sie einerseits die jeweilige Verlage rung der Arbeitswalzen im Walzgerüst ausgleichen und ande rerseits die volle Antriebsleistung von den Kammwalzen auf die Arbeitswalzen übertragen können.

Gemäß einer älteren Patentanmeldung P 38 11 790.8 ist des halb bei einer Gelenkspindel der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen worden, im Bereich der Gelenkspindelköpfe Stützelemente und Druckstößel anzuordnen, wobei die Druck stößel mittels zugeordneter Federn über ihre ballig ausge bildeten Stößelköpfe eine Federspannkraft gegen die jeweili ge Kupplungshülse des Walzenzapfens ausüben. Die jeweiligen Druckstößel sind in Führungshülsen koaxial zur Spindelachse so gehalten und sind so lang bemessen, daß deren axiale Verstellbarkeit zumindest der axialen Verschiebbarkeit der Gelenkspindel entspricht. Der Druckstößel folgt infolge Federkraft verzögerungsfrei und maßgenau der verlagerten Kupplungshülse, die Gelenkspindel und Walzenzapfen verbin det, wodurch in jeder verschobenen Lage der Gelenkspindel eine einwandfreie axiale Fixierung zwischen Kupplungshülse und Walzenzapfen gewährleistet ist. Durch die Federanordnung wird ferner bewirkt, daß Kräfte vom Kammwalzengetriebe spielfrei auf den Wellenzapfen der Walze übertragen werden können und zwar bei jedem beliebigen Axialversatz der Walzen oder bei jedem beliebigen Parallelversatz der Gelenkspin deln.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, weitere vorteil hafte konstruktive Maßnahmen vorzugeben, mit denen verhin dert werden kann, daß der Wellenzapfen der Walze und die Kupplungshülse der Gelenkspindel sich voneinander trennen, wenn die Walzen im Walzgerüst in bspw. gegensinniger Rich tung verschoben werden, um die eingangs erwähnten Korrektu ren bei den auszuwalzenden Stahlbändern vornehmen zu können. Diese Aufgabe wird mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen der Patentansprüche 1 bis 10 gelöst.

Gemäß Patentanspruch 1 der Erfindung sind zu diesem Zweck die Gelenkspindel und der Verschiebeblock über wenigstens eine mit mindestens einem Gelenk versehene Zug- und/oder Drucklasche vorzugsweise über zwei an einem kardanischen Gelenk angreifende Zug- und/oder Drucklaschen miteinander verbindbar. Werden also die angetriebenen Walzen bspw. von einem ständerfesten Verschiebeantrieb axial verschoben, um eine Planheitsregelung an dem Walzband vorzunehmen, ge schieht dies mit Hilfe der mit dem Verschiebeantrieb verbun denen Verschiebeblöcke. Die axiale Bewegung der Verschiebe blöcke, die axiale Bewegung der Walzen und die axiale Bewe gung der walzenantreibenden Gelenkspindeln werden durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen mechanisch miteinander synchro nisiert und zwar in beiden Bewegungsrichtungen. Die auf Zug bzw. auf Druck belastbaren Verbindungslaschen gewährlei sten, daß in jeder axialen Stellung der Walzen, bei jeder axialen Bewegung der Walzen und bei jedem axialen Versatz der Walzen die erforderlichen Drehmomente und die Drehbewe gung und mit großer Zuverlässigkeit von der Gelenkspindel auf den Laufzapfen der Walze übertragen werden.

In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Zug- und/oder Drucklasche an dem Verschiebeblock mit einem Schwenklager angelenkt ist und an der Gelenkspindel im Be reich des Spindelgelenks mit einem Kardangelenk. So werden bspw. mit dem im Bereich des Spindelgelenks angeordneten Kardangelenk alle taumelnden Bewegungen der Gelenkspindel aufgenommen, die dadurch entstehen können, daß die Lage der Walzen in axialer Richtung oder aber in horizontaler/verti kaler Richtung von den idealen Richtungen abweicht. Das Schwenklager erleichtert unter anderem die Montage der Zug- und Drucklasche mit dem Verbindungsblock und dem Kardange lenk sowie die Montage/Demontage von Walzenzapfen mit der Gelenkspindel, indem diese Verbindungslaschen weggeschwenkt werden können, um ausreichenden Montageraum zu schaffen. Um die Montage des Kardangelenks an der Gelenkspindel zu er leichtern, ist es zweckmäßig, daß der äußere Kardanring des Kardangelenks zweiteilig ausgebildet ist und dessen Gelenk teile miteinander lösbar verbunden sind.

Zur weiteren Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der innere Kardanring mit dem Lagergehäuse des Gelenk wellenlagers lösbar verbunden ist, bspw. mit der Stirnseite des ringförmigen Lagergehäuses verschraubt ist, so daß sich eine kompakte Konstruktion ergibt. Besonders vorteilhaft im Sinne der Erfindung ist es, wenn das Kardangelenk und das Gelenkwellenlager mit der Kupplungshülse lösbar verbunden sind, welche mit dem Laufzapfen der Walze in formschlüssiger Verbindung und mit dem Gelenktreffer der Spindel in verzahn ter Wirkverbindung steht. Auf diese Weise wird ein Kraft schluß zwischen Verschiebeblock, Zug- und Drucklasche und zu verschiebender Walze hergestellt, der eine nahezu spielfreie Verbindung zwischen diesen Maschinenelementen ermöglicht bzw. eine Verbindung mit vorgegebenem mechanischem Spiel schafft. Alle Drehbewegungen und Verschiebe-/Verlagerungs bewegungen von Gelenkspindel und Walze werden infolge der vorgeschlagenen Maßnahmen mit größter Genauigkeit und abso luter Sicherheit ausgeführt. Eine zweckmäßige Variante die ser Maßnahmen kann darin bestehen, daß das Lagergehäuse des Gelenkwellenlagers den Kardanring, an dem die Zug- und/oder Drucklaschen angreifen, bildet wobei dann das als Kardange lenk wirkende Gelenkwellenlager mit einem Pendelrollenlager und mit einer Ölumlaufschmierung ausgerüstet werden müßte, anstelle eines Kegelrollenlagers mit Füllschmierung.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß zur Ausbildung des Schwenklagers an dem Verschiebeblock ein Lagerzapfen angeformt ist, über den ein gabelförmiges Ende der Zug- und/oder Drucklasche geführt ist und daß in dem Lagerzapfen und in der gabelförmigen Führung Drehhülsen und Drehbolzen eingepaßt sind. Diese Ausbildung eines Dreh gelenks ist besonders kostengünstig in der Herstellung und gewährleistet eine einfache und schnelle Montage bzw. Demon tage. Zur einwandfreien Justierung und Zentrierung der Ge lenkelemente wird vorgeschlagen, die verschleißenden Dreh hülsen leicht konisch auszubilden.

Da die Walzen in einem Walzgerüst auch vertikal angetellt werden müssen, sind deren Einbaustücke im Gerüstfenster bspw. mit Hilfe von hydraulischen Zylindereinheiten verti kal verschieblich. Diese Vertikalverschiebung wird gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausbildung dadurch ausge glichen, daß der äußere Kardanring in einem Gleitstück ge lagert ist, der in einer Längsführung der Zug- und/oder Drucklasche vorzugsweise vertikal verschiebbar ist. Damit das Gleitstück in der Längsführung sicher gehalten wird, ist die offene Seite der Längsführung mit einer entsprechenden Platte abgedeckt. In besonders zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist dabei vorgesehen, daß die Längsführung der Zug- und/oder Drucklasche von einer Stützplatte abgedeckt ist, die mit einer am äußeren Kardanring angeordneten Stütz fläche auf Abstand lösbar verbunden ist. Zwischen der Stütz platte und der Stützfläche kann bei dieser gewählten Kon struktion die Längsführung der Zug- und/oder Drucklasche in der Vertikalen gleiten und zugleich die Abstützung für die auftretenden Drehmomente bilden. Gemäß der Erfindung ist es dabei zweckmäßig, wenn auf beiden Seiten der Gelenkspindel je eine Zug- und/oder Drucklasche angeordnet ist.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht des Walzwerksantriebs mit der Zug- /Drucklasche, teilweise im Schnitt, mit zwei Arbeitsstellungen,

Fig. 2 eine Aufsicht auf den Walzwerksantrieb mit Zug- /Drucklasche,

Fig. 3 einen Schnitt durch das Kardangelenk entlang der Linie III-III in Fig. 2, und

Fig. 4 einen Schnitt durch die Verbindung von Kardange lenk, Gelenkwellenlager und Kupplungshülse.

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen einen Walzwerksantrieb mit einer zwischen einer nicht näher dargestellten Kammwalze und einer Arbeitswalze 1 axial verschieblich angeordneten Gelenkspin del 2. Die Gelenkspindel 2 ist lösbar mit dem Laufzapfen 3 der Arbeitswalze 1 verbunden. Die Arbeitswalze ist bekann termaßen im Walzgerüst in Einbaustücken gelagert, die von einem horizontal bewegbaren Verschiebeblock 4 in Richtung der Walzenachse verschoben werden kann, um unter anderem Einfluß auf die Planheit des Walzbandes während der Walzar beit zu nehmen.

Zwischen dem Verschiebeblock 4 und der Gelenkspindel 2 sind zwei Zug- und/oder Drucklaschen 6 angeordnet, die auf beiden Seiten der Gelenkspindel die kraftschlüssige Verbindung vom Verschiebeblock 4 zur Kupplungshülse 31 einerseits und zum Laufzapfen 3 der Arbeitswalze 1 andererseits herstellen. Hierzu ist die Zug- und/oder Drucklasche 6 mit dem Verschie beblock mittels eines Schwenklagers 7 verbunden. Das andere Ende der Zug- und/oder Drucklasche ist im Bereich des Spin delgelenks 10 der Gelenkspindel 2 in einem Kardangelenk 9 gehalten und zwar vor dem Gelenkwellenlager 5. Das Gelenk wellenlager 5 ist ein Kegelrollenlager mit einer Füllschmie rung. Das Kardangelenk 9 ist zweiteilig ausgebildet, wobei dessen Gelenkteile 11, 11′ mit Hilfe von Schraubverbindungen 12 miteinander verbunden und voneinander lösbar sind (Fig. 3).

Der Schnitt durch das Schwenklager 7 der Zug- und/oder Drucklasche 6 gemäß Fig. 1 zeigt, daß an dem Verschiebeblock 4 ein Lagerzapfen 13 angeformt ist, über den ein gabelförmi ges Ende 17 der Zug- und/oder Drucklasche 6 geführt ist und daß in dem Lagerzapfen 13 und in der gabelförmigen Führung 17 Drehhülsen 14 und Drehbolzen 15 eingepaßt sind. Die Dreh hülsen 14 sind innen leicht konisch ausgedreht und sind von einem Sicherungselement 8 gegen Verdrehen gesichert. Die Drehbolzen 15 haben außen eine entsprechend angepaßte Form. Die Drehbolzen werden von in den Lagerzapfen 13 einschraub baren Schrauben 16, 16′ gegeneinander verspannt, so daß eine exakte Lagerung für die Zug-/Drucklasche geschaffen ist.

Das andere Ende der Zug- und/oder Drucklasche 6 hat eine Längsführung 18 in vertikaler Richtung, in der ein Gleit stück 19 vertikal verschieblich geführt ist, wobei dieses Gleitstück den Lagerzapfen 20 des äußeren Kardanringes 21 des Kardangelenks 8 aufnimmt. In Fig. 1a und Fig. 1b ist die Wirkungsweise dieser kardanischen Verbindung mit vertikaler Führung zu erkennen. Ist der Verschiebeblock 4 und damit die Arbeitswalze 1 um das axiale Bewegungsmaß X in der Fig. 1b nach rechts verschoben und ist die Arbeitswalze 1 in der Fig. 1b senkrecht nach oben z.B. durch eine hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit des Walzgerüsts um das Höhenmaß Y angehoben worden, so wird die horizontale Lage der Zug- und/oder Drucklasche gegenüber dem Walzgerüst nicht verän dert, sondern das den Lagerzapfen des Kardangelenks 9 hal tende Gleitstück 19 wandert in der Längsführung 18 der Zug- und Drucklasche 6 nach oben. Wird die Arbeitswalze im Walz gerüst im Sinne eines kleineren Walzspaltes nach unten an gestellt, wandert das Gleitstück 19 in der Längsführung 18 nach unten (Fig. 1a).

Fig. 3 zeigt in vergrößerter Darstellung eine Teilansicht und einen Teilschnitt durch das Kardangelenk 9 mit den Ge lenkteilen 11, 11′ für den äußeren Kardanring 21. Der innere Kardanring 22 ist mittels der Lagerung 23, die um ca. 30 Winkelgrade versetzt angeordnet ist, mit dem äußeren Kardan ring 21 verbunden. Der äußere Kardanring 21 hat eine zur Ebene der Längsführung 18 der Zug- und/oder Drucklasche 6 parallele Stützfläche 24, an der die Längsführung entlang gleiten kann. Ferner ist das Gleitstück 19 mit Lagerzapfen 20 des Kardangelenks zu sehen. Die Längsführung 18 der Zug- und Drucklasche 6 ist von einer Stützplatte 25 abgedeckt, die mit einer Schraubverbindung 26 mit dem äußeren Kardan ring lösbar verbunden ist. Die Stützfläche 24 und die Stütz platte 25 geben dem Kardanring 11, 11′ und damit dem Lager 5 die erforderliche Drehmomentenabstützung. Zu diesem Zweck ist die zu der Stützfläche 24 des Kardangelenks hin gerich tete Gleitfläche 27 der Längsführung 18 etwas nach innen eingefast, damit mit Hilfe dieser Einfasung 28 eine defi nierte Abstützung über die Außenkanten der Längsführung erfolgt.

Fig. 4 zeigt den äußeren Kardanring 21 des Kardangelenks 9 und dessen inneren Kardanring 22 sowie die versetzt gezeich nete Lagerung 23 und den Lagerzapfen 20. Der innere Kardan ring 22 ist mit dem Lagergehäuse 29 des Gelenkwellenlagers 5 verschraubt. Der innere Lagerring 30 des Gelenkwellenlagers 5 ist mit der Kupplungshülse 31 verschraubt, welche mit dem Laufzapfen 3 der Arbeitswalze 1 in formschlüssiger Verbin dung steht und mit dem Gelenktreffer 32 der Gelenkspindel in verzahnter Wirkverbindung steht, indem die Kupplungshülse 31 eine Innenverzahnung 33 aufweist, in der eine Bogenverzah nung 34 des Gelenktreffers 32 kämmt. Unter Bezugnahme auf die Beschreibung zu Fig. 3 ist an dem äußeren Kardanring 22 die Längsführung 18 der Zug- und/oder Drucklasche 6 befe stigt. Unter Bezugnahme auf Fig. 2 ist die Zug- und/oder Drucklasche mittels des Schwenklagers 7 mit dem Verschiebe block 4 für das Einbaustück der Arbeitswalze 1 verbunden. Es ist erkennbar, daß eine kraftschlüssige Verbindung von dem Verschiebeblock 4, der Zug- und/oder Drucklasche 6, dem Kardangelenk 9, dem Gelenkwellenlager 5 und der Kupplungs hülse 31 zu dem Laufzapfen 3 der Arbeitswalze 1 besteht. Diese kraftschlüssige Verbindung erlaubt eine sichere Über tragung der Drehmomente und der Drehbewegung sowie einen Ausgleich des Parallelversatzes der Gelenke und einen Aus gleich des Axialversatzes und des Höhenversatzes der Ar beitswalze. Damit ist ein sicherer Walzenantrieb während des Walzbetriebes gewährleistet.

Liste der Bezugszeichen

1 Arbeitswalze
2 Gelenkspindel
3 Laufzapfen
4 Verschiebeblock
5 Gelenkwellenlager
6 Zug- und/oder Drucklasche
7 Schwenklager
8 Sicherungselement
9 Kardangelenk
10 Spindelgelenk
11 Gelenkteile
12 Schraubverbindung
13 Lagerzapfen
14 Drehhülse
15 Drehbolzen
16 Schrauben
17 gabelförmiges Ende
18 Längsführung
19 Gleitstück
20 Lagerzapfen
21 äußerer Kardanring
22 innerer Kardanring
23 Lagerung
24 Stützfläche
25 Stützplatte
26 Schraubverbindung
27 Gleitfläche
28 Einfasung
29 Lagergehäuse
30 Lagerring
31 Kupplungshülse
32 Gelenktreffer
33 Innenverzahnung
34 Bogenverzahnung

Claims

1. Walzwerksantrieb mit zwischen den Kammwalzen und den axial verschieblichen Walzen angeordneten Gelenkspin deln, deren Spindelgelenk lösbar mit dem Laufzapfen einer Walze, insbesondere einer Arbeitswalze verbunden ist, welche im Walzgerüst in von mindestens einem in Richtung der Walzenachse wirkenden Verschiebeblock horizontal bewegbaren Einbaustücken gelagert ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gelenkspindel (2) und der Verschiebeblock (4) über wenigstens eine mit mindestens einem Gelenk verse hene Zug- und/oder Drucklasche, vorzugsweise über zwei an einem kardanischen Gelenk (9) angreifende Zug- und/oder Drucklaschen (6) miteinander verbindbar sind.

2. Walzwerksantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zug- und/oder Drucklasche (6) an dem Verschiebe block (4) mit einem Schwenklager (7) angelenkt ist und an der Gelenkspindel (2) im Bereich (10) mit einem Kardangelenk (9).

3. Walzwerksantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Kardanring (21) des Kardangelenks (9) zweiteilig ausgebildet ist, dessen Gelenkteile (11) mit einander lösbar verbunden sind.

4. Walzwerksantrieb nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Kardanring (22) mit dem Lagergehäuse (29) des Gelenkwellenlagers (5) lösbar verbunden ist.

5. Walzwerksantrieb nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenkwellenlager (5) ein Pendelrollenlager vor zugsweise mit Ölumlaufschmierung ist und das kardanische Gelenk (9) bildet.

6. Walzwerksantrieb nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kardangelenk (9) und das Gelenkwellenlager (5) mit der Kupplungshülse (31) lösbar verbunden ist, welche Kupplungshülse mit dem Laufzapfen (3) der Walze (1) in formschlüssiger und mit dem Gelenktreffer (32) der Ge lenkspindel (2) in verzahnter Wirkverbindung steht.

7. Walzwerksantrieb nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung des Schwenklagers (7) an dem Verschie beblock (4) ein Lagerzapfen (13) angeformt ist, über den ein gabelförmiges Ende (17) der Zug- und/oder Drucklasche (6) geführt ist, und daß in dem Lagerzapfen (13) und in der gabelförmigen Führung (17) Drehhülsen (14) und Dreh bolzen (15) eingepaßt sind.

8. Walzwerksantrieb nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Kardanring (21) in einem Gleitstück (19) gelagert ist, der in einer Längsführung (18) der Zug- und/oder Drucklasche (6), vorzugsweise vertikal ver schiebbar ist.

9. Walzwerksantrieb nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten der Gelenkspindel (2) je eine Zug- und/oder Drucklasche (6) angeordnet ist, die zugleich als Abstützungen für die Drehmomente ausgebildet sind.

10. Walzwerksantrieb nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsführung (18) der Zug- und/oder Drucklasche (6) von einer Stützplatte (25) abgedeckt ist, die mit einer am äußeren Kardanring (21) angeordneten Stützfläche (24) lösbar verbunden ist.