DE4220468C2 - Einrichtung zum Einstellen des Walzenspaltes eines Walzenpaares - Google Patents

Description

Die Erfindung wird angewendet in Walzenreibmaschinen, Mahl­ stühlen und anderen Einrichtungen, wo durch rotierende Walze auf ein Verarbeitungsgut eingewirkt wird und betrifft eine Einrichtung zum Einstellen des Walzenspaltes eines Walzen­ paares gemäß des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

In Walzenreibmaschinen, Mahlstühlen und anderen Einrichtun­ gen, wo zwischen zwei rotierenden Walzen Arbeit verrichtet wird, ist eine Anpassung des Walzenspaltes an die Verarbei­ tungsbedingungen und an das Verarbeitungsgut erforderlich. Dabei ist die Konstanz des Walzenspaltes bei wechselnden Ver­ arbeitungsbedingungen und Verarbeitungsgut notwendig.

In der DE-OS 29 15 344 wurde eine Einrichtung vorgeschlagen, bei der eine Kniehebelanord­ nung angewendet wird. Es handelt sich hierbei um eine Vor­ richtung zum Einschieben von Rohren in die Rohrböden von großen Wärmetauschanlagen. Der Abstand zwischen den Walzen des Walzenpaares muß verstellbar sein, um Rohre verschiedener Durchmesser erfassen zu können. Das Problem wird dadurch ge­ löst, daß eine der beiden Walzen an einem Stellantrieb gela­ gert ist und daß beide Walzen über eine Kniehebelanordnung miteinander verbunden sind. Das Kniegelenk der Kniehebelan­ ordnung ist in und entgegen der Rohrvorschubrichtung ver­ schiebbar angeordnet. Das heißt, daß die Bewegungsachse des Kniegelenkes mit der Mittelsenkrechten einer der die Walzen­ achsen verbindenden Geraden zusammenfällt. Der Stellantrieb ist gegenüber der von ihm betätigten Walze über eine Federan­ ordnung abgestützt.

Die Vorrichtung ermöglicht eine Verstellung des Walzenspaltes in sehr weiten Grenzen. Die Einstellung ist sehr robust. Der Verstellweg ist lediglich abhängig von der Länge des Kniehe­ bels.

Nachteilig ist, daß infolge der Kniehebelanordnung die Ein­ leitung hoher Kräfte erforderlich wird. Da die Walzen hier nur der Führung von Rohren dienen und daher sehr schlank und damit relativ leicht sind, kommt dieser Nachteil nicht maß­ geblich zum Tragen. Jedoch ist diese Vorrichtung für den Ein­ satz in Walzenreibmaschinen, Walzenstühlen u. a. nicht ge­ eignet, da hier die erforderlichen Verstellkräfte zu hoch sind. Außerdem sind Krafteinleitung und Kraftfortleitung nicht für die Aufnahme der Kräfte, die in einem Walzenspalt der genannten Einrichtungen auftreten, geeignet. Hinzu kommt, daß für die notwendigen präzisen Verstellbewegungen bei ge­ ringen Verstellwegen die Genauigkeit nicht ausreichend ist. Maßgebliche Ursache hierfür sind die sich aus der Summierung der Lagerspiele ergebenden Abweichungen, insbesondere bei Be­ wegungsumkehr.

Aus der US 5 031 845 ist eine Einrichtung zum Verstellen des Wal­ zenspaltes bekannt geworden, bei der die Walzen auf Lagerkörpern angeordnet sind. Einer der beiden Lagerkörper ist gestellfest angeordnet und hat mit dem anderen Lagerkörper einen gemein­ samen, ebenfalls gestellfesten Lagerpunkt. Der andere Lagerkörper ist um diesen Lagerpunkt verschwenkbar. Auf der bezüglich der Wal­ zen entgegengesetzten Seite des Lagerpunktes sind die Lagerkörper über ein mehrteiliges Spannstück verspannt.

Dem Spannstück ist ein Drehzapfen zugeordnet, in den eine motorge­ triebene Gewindespindel greift. Die Gewindespindel ist im Lager­ punkt der beiden Lagerkörper angelenkt.

Durch die Drehung der Gewindespindel wird der Drehzapfen auf der Gewindespindel verschoben. Dadurch bewegt sich der Drehzapfen auf einer Kreisbahn um die Lagerung des Spannstückes im gestellfest angeordneten Lagerkörper. Damit wird die Lage des ebenfalls mit dem Drehzapfen verbundenen, nicht gestellfest angeordneten Lager­ körpers verändert und so der Walzenspalt eingestellt. Um das Spiel bei Bewegungsumkehr auszugleichen, ist dem Spannstück ein krafter­ zeugendes Element zugeordnet.

Durch diese Einrichtung kann eine präzise Einstellung des Walzen­ spaltes erreicht werden. Der Aufwand ist jedoch erheblich, da eine Vielzahl von Bauteilen erforderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine unkomplizierte Ein­ richtung zum präzisen Einstellen des Walzenspaltes eines Walzen­ paares zu entwickeln, die zuverlässig arbeitet und bei der die für die Verstellbewegung aufzubringende Kraft minimal ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, daß eine spiel­ freie Einstellung des Walzenspaltes möglich ist. Das ist un­ abhängig davon, ob der Walzenspalt verkleinert oder vergrö­ ßert wird, d. h. es ist unabhängig von der Richtung der Ver­ stellbewegung. Die dabei einzuleitenden Kräfte sind durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Stellung der Koppeln sehr ge­ ring.

Der Walzenspalt kann auch unter Betriebslast eingestellt wer­ den. Die Maschine muß dabei nicht außer Betrieb gesetzt wer­ den. Bei Verschleiß der Walzen ist eine schnelle und unkom­ plizierte Nachstellmöglichkeit zusätzlich durch die Verände­ rung der Länge eines der Koppeln möglich.

Die Einrichtung soll nun an Hand eines nachfolgenden Bei­ spiele näher erläutert werden.

Die dazugehörigen Zeichnungen haben folgende Bedeutung:

Fig. 1 Schematische Darstellung der erfinderischen Lösung in ihrer Gesamtheit (Seitenansicht),

Fig. 2 Konstruktive Ausführung der Lagerung der Walzen und Koppeln (vereinfacht),

Fig. 3 Darstellung der Stelleinheit.

In Fig. 1 wird die erfindungsgemäße Einrichtung an einer Seite des Walzenpaares gezeigt. Eine dazu analoge Anordnung befindet sich am anderen Walzenende.

Wie aus der Fig. 1 hervorgeht, besteht die Einrichtung aus zwei hier nur angedeuteten, allgemein achsparallelen Walzen 1; 2. Zwischen den Walzen 1; 2 befindet sich ein Walzenspalt 3, in dem der Verarbeitungsvorgang, also z. B. die Mahlar­ beit, realisiert wird. Die Walze 1 ist über einen Lagerkörper 4 ortsfest im Gestell 5 gelagert, während die Walze 2 über einen Lagerkörper 6 und einem Lagerpunkt 7 abstandsveränder­ lich zur Walze 1 angeordnet ist.

Am Lagerkörper 4 und Lagerkörper 6 sind Koppeln 8 bzw. 9 an­ gelenkt. Diese besitzen einen gemeinsamen Lagerpunkt 10, an dem ein Betätigungselement 11 angreift. Die Koppeln 8 und 9 weichen nur geringfügig von ihrer Fluchtlinie 12 ab. Unter der Fluchtlinie 12 soll die Gerade verstanden werden, die sich ergibt, wenn der Winkel zwischen den Koppeln 8; 9 180° beträgt. Erfindungsgemäß ist eine Extremstellung der Koppeln 8; 9 durch eine Abweichung des Lagerpunktes 10 zur Fluchtli­ nie von 1% der summierten Längen beider Koppeln 8; 9 gekenn­ zeichnet. Dieser Wert beträgt für die andere Extremstellung 10%, wobei jedoch allgemein 5% nicht überschritten werden sollten. Bei Koppeln 8; 9 mit gleichen Längen, was die bevor­ zugte Variante darstellt, beträgt der Winkel α zwischen der Fluchtlinie 12 und den Koppeln 8; 9 in den Extremstellungen dann 1 und 10°. Beide Extremstellungen müssen ent­ weder oberhalb oder unterhalb der Fluchtlinie 12 liegen. Bei Betätigung darf die Fluchtlinie 12 jedoch nicht überschritten werden. Die Anwendung ungleich langer Koppeln 8 bzw. 9 ist auch möglich. In jedem Fall sollte jedoch zur Veränderung der Länge mindestens einer Koppel 8 bzw. 9 eine Verstell­ einrichtung, wie in den Fig. 2 und 3 an Hand der Koppel 9 dargestellt, vorgesehen werden.

Im Lagerpunkt 10 greift ein Betätigungselement 11 an, durch das dieser innerhalb der beiden Extremlagen verschoben werden kann. Die Betätigung kann über ein Handrad 14 erfolgen, das mit einer Stelleinheit 15 in Verbindung steht. Durch die Stelleinheit 15 wird die Rotationsbewegung in eine Transla­ tionsbewegung umgewandelt und das Betätigungselement 11 ent­ sprechend verschoben.

Den beiden Koppeln 8, 9 ist ein krafterzeugendes Element 16 parallel geschaltet. In der Regel ist das ein hydraulisch oder pneumatisch betriebener Arbeitszylinder. Dieser erzeugt eine Kraft, die im Normalbetrieb größer als die Reaktions­ kraft aus dem Walzenspalt 3 ist.

Aus der Fig. 2 ist die konstruktive Gestaltung der Koppeln 8; 9 ersichtlich. Das krafterzeugendes Element 16 wurde hier nicht mit dargestellt. Die Verstelleinrichtung zur Verände­ rung der Länge der Koppel 9 ist in dieser Figur sichtbar. Die Verstellung erfolgt hier über die das Verdrehen eines Gewindestückes 17.

In der Fig. 3 ist die konstruktive Gestaltung der Stell­ einheit 15 dargestellt. Diese besteht aus einer biegsame Welle 18, die mit einem Bolzen 19 verbunden ist. Der Bolzen 19 ist mit einem Gewindebolzen 22 verbunden und an einem Zy­ linderkörper 20 in Verbindung mit einem Wälzlager 21 ge­ stellfest und drehbar gelagert. Der Gewindebolzen 22 greift in eine Aussparung 23 des Betätigungselement 11 ein. Durch Drehung am Handrad 14 wird der Gewindebolzen 22 verdreht und das Betätigungselement 11 erfährt eine entsprechende Transla­ tionsbewegung. Die Lagerung im Zylinderkörper 20 erfolgt, da­ mit die Stelleinheit 15 der durch Veränderung der Lage der Koppeln 8 und 9 bedingten Lageveränderung des Betätigungsele­ mentes 11 folgen kann.

Zur Wirkungsweise der Vorrichtung

Durch Betätigung des Handrades 14 wird über die Stelleinheit 15 die Rotationsbewegung in eine Translationsbewegung umge­ wandelt, so daß sich das Betätigungselement 11 entsprechend der Richtung der Drehbewegung des Handrades 14 verschiebt.

Dadurch wird die Winkelstellung der Koppeln 8 und 9 verän­ dert. Da der Lagerkörper 4 ortsfest im Gestell 5 gelagert ist, muß der Lagerkörper 6 und damit die Walze 2 ausweichen. Abhängig von der Bewegungsrichtung des Betätigungselementes 11 kann somit der Walzenspalt 3 vergrößert oder verkleinert werden. Die durch das krafterzeugendes Element 16 einge­ brachte Kraftkomponente ist immer größer als die Summe der Kräfte, die aus dem Arbeitsvorgang resultieren, d. h. das Sy­ stem ist stets in einer Richtung vorgespannt. Damit wird er­ reicht, daß innerhalb des Verstellsystem die Kräfte nur in einer Richtung wirken und somit die Lager nur in einer Rich­ tung belastet werden. Fehler, hervorgerufen durch die bei Lastumkehr auftretenden Lagerspiele, werden somit eliminiert. Es muß jedoch darauf geachtet werden, daß die Extremlagen nahe der Fluchtlinie 12 nicht überschritten werden.

Treten Fremdkörper in den Walzenspalt 3 ein und verursachen somit eine Kraft im System, die die des krafterzeugenden Ele­ mentes 16 überschreitet, kann die Walze 2 ausweichen. Das wird durch die Lagerung der Koppeln in speziell ausgebildeten Gelenken erreicht. So könnten z. B. Langlöcher vorgesehen wer­ den.

Claims (5)

1. Einrichtung zum Einstellen des Walzenspaltes eines Walzen­ paares, bestehend aus zwei Walzen, die an ihren Enden über Lagerkörper im Maschinengestell gelagert sind, wobei beidseitig je ein krafterzeugendes Element den Lagerkörpern zugeordnet ist, und die durch die krafterzeugende Elemente erzeugte Kraft im Nor­ malbetrieb höher als die Reaktionskraft aus dem Walzenspalt ist, dadurch gekennzeichnet, daß den Lagerkörpern (4; 6) je eine Koppel (8; 9) zugeordnet ist, die je auf einer Seite des Walzenpaares angeordneten Koppeln (8; 9) einen gemeinsamen La­ gerpunkt (10) aufweisen und je ein Betätigungselement (11) dem gemeinsamen Lagerpunkt (10) zugeordnet ist und daß beim Einstellen des Walzenspaltes mit Hilfe des Betätigungselemen­ tes (11) die beiden Extremlagen der Koppeln (8; 9) durch die entsprechende Abweichung des gemeinsamen Lagerpunktes (10) von deren Fluchtlinie (12) mit 1 bzw. 10% der summierten Län­ gen beider Koppeln (8; 9) festgelegt sind.

2. Einrichtung zum Einstellen des Walzenspaltes eines Walzen­ paares nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Walzen (1; 2) ortsfest im Gestell gelagert ist und die andere abstandsveränderlich zur ersteren gelagert ist.

3. Einrichtung zum Einstellen des Walzenspaltes eines Walzen­ paares nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Handrad (14) über einen Gewindebolzen (22) dem gestell­ fest und drehbar angeordneten Betätigungselement (11) zuge­ ordnet ist.

4. Einrichtung zum Einstellen des Walzenspaltes eines Walzen­ paares nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge mindestens einer der beiden Koppeln (8; 9) veränderlich ist.

5. Einrichtung zum Einstellen des Walzenspaltes eines Walzen­ paares nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längen der Koppeln (8; 9) etwa gleich sind.