DE60005443T2

DE60005443T2 - Hydraulisch betätigtes Werkzeug zur Montage und Demontage von Walzenzapfenlagern

Info

Publication number: DE60005443T2
Application number: DE60005443T
Authority: DE
Inventors: Armando S. Cumberland Martins; Peter N. Upton Osgood
Original assignee: Morgan Construction Co
Current assignee: Siemens Industry Inc
Priority date: 1999-07-29
Filing date: 2000-07-14
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2020-07-15
Also published as: CA2314279C; ZA200003615B; TW469181B; CN1144652C; ES2206143T3; PL341751A1; AU4876700A; EP1072333A3; ATE250473T1; RU2212292C2; US6415489B1; PT1072333E; CN1282646A; KR20010015459A; AU747718B2; DE60005443D1; PL194050B1; MXPA00007440A; EP1072333A2; JP2001065583A

Description

Die Erfindung betrifft im allgemeinen Lageraufbauten zum drehbaren Tragen der Zapfen von Walzen in einem Walzwerk, und bezieht sich insbesondere auf ein tragbares, hydraulisch betätigtes Werkzeug, welches abnehmbar an die Lageraufbauten angeschlossen werden kann, zum Verwenden beim axialen Zwingen der Lageraufbauten in ihre sitzende und aus ihren sitzenden Positionen auf den Walzenzapfen.
Es ist bekannt, entweder schraubenbetätigte oder hydraulisch betätigte Einrichtungen zum axialen Zwingen von Lageraufbauten eines Walzwerks in ihre sitzende oder aus ihren sitzenden Positionen auf den Walzenzapfen zu verwenden.
Typischerweise sind solche Einrichtungen als integrale Komponenten der Lageraufbauten inkorporiert, wodurch sie einen beträchtlichen Anteil an Kosten zu den Kosten der Lageraufbauten hinzufügen. Ein weiterer Nachteil der schraubenbetätigten Einrichtungen liegt darin, dass diese schwer anzuziehen sind, was oft die Verwendung von Kabeln, welche durch Brückenkräne gespannt werden, erfordert. Dies ist ein nicht exaktes Verfahren, welches mit dem Risiko behaftet ist, dass das Wartungspersonal verletzt wird und die Einrichtung beschädigt wird.
Es ist ferner bekannt, tragbare, hydraulisch betätigte Werkzeuge zu verwenden, welche abnehmbar an die Lageraufbauten angeschlossen werden können. Solche Werkzeuge sind jedoch dafür ausgelegt, nur die Lageraufbauten in ihre sitzenden Positionen zu zwingen und sind nicht verwendbar im umgekehrten Modus, um die Lageraufbauten zu demontieren. Somit muss die Demontage durch andere Mittel bewirkt werden, welche wiederum die Verwendung von Brückenkränen und/oder anderen hydraulisch oder mechanisch betätigten Einrichtungen einschließen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein tragbares, hydraulisch betätigtes Werkzeug zur Verfügung zu stellen, welches für eine abnehmbare Verbindung mit einem Lageraufbau angepasst ist, und welches in beidem einsetzbar ist, einem Montagemodus, um den Lageraufbau in eine sitzende Position auf dem Walzenzapfen zu zwingen, sowie einem Demontagemodus, um den Lageraufbau aus seiner sitzenden Position zu entfernen.
Dies macht eine bemerkenswerte Verminderung der Lagerkosten möglich, aufgrund des Merkmals, dass das Werkzeug der vorliegenden Erfindung entfernbar ist von und verwendet werden kann, um eine Vielzahl von Lageraufbauten zu montieren und demontieren. Die Montage- und Demontageverfahren können sicher ausgeführt werden, ohne dem Zwang zu unterliegen, Brückenkräne und ähnliches zu verwenden, um die Lageraufbauten in ihre sitzende und aus ihren sitzenden Positionen auf den Walzenzapfen zu zwingen.
Diese und andere Aufgaben und Vorteile werden nun in einem größeren Detail mit Bezug auf die begleitenden Darstellungen beschrieben, wobei:
1 eine längsgeschnittene Ansicht eines Ölfilmlageraufbaus des Typs ist, mit welchem das hydraulisch betätigte Werkzeug der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
2 eine vergrößerte Ansicht des äußeren Endes des Lageraufbaus ist, welcher in der 1 gezeigt ist;
3 eine Endansicht des geteilten Bajonettadapters ist, welcher in den 1 und 2 gezeigt ist;
4 eine quergeschnittene Ansicht ist, aufgenommen entlang der Linie 4-4 aus der 3;
5 eine längsgeschnittene Ansicht ist, aufgenommen durch den mit Gewinde versehenen Ring, welcher in den 1 und 2 gezeigt ist;
6 eine Endansicht des mit Gewinde versehenen Rings ist, welcher in der 5 gezeigt ist;
7A und 7B jeweils Seiten- und Endansichten des Verriegelungselementes sind, welches in den 1 und 2 gezeigt ist;
8 eine längsgeschnittene Ansicht ist, aufgenommen durch eine vorzuziehende Ausführung eines fluidbetätigten, tragbaren Werkzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung;
9 eine vergrößerte Endansicht des Werkzeugs ist, welche die Abstände in der Umfangsrichtung der Finger zeigt, welche sich axial ausgehend von dem Zylinder erstrecken;
10A bis 10F Darstellungen sind, welche zeigen, wie das fluidbetätigte Werkzeug der vorliegenden Erfindung beim Montieren eines Lageraufbaus auf einem Walzenzapfen verwendet wird; und
11A bis 11H Darstellungen sind, welche zeigen, wie das fluidbetätigte Werkzeug der vorliegenden Erfindung beim Demontieren eines Lageraufbaus von einem Walzenzapfen verwendet wird.
Mit Bezug anfänglich auf die 1 ist ein Ölfilmlageraufbau, welcher im allgemeinen mit 10 bezeichnet ist, montiert auf dem verjüngten/konischen Zapfenabschnitt 12 einer Walze 14 des Typs gezeigt, welcher in Walzwerken zu finden ist. Der Lageraufbau umfasst eine Hülse 16, welche auf dem Walzenzapfen wie an 18 verkeilt ist. Die Hülse wird durch eine Buchse 20 umschlossen, welche innerhalb eines Einbaustücks 22 eingebunden ist. Das Einbaustück ist derart angepasst, dass es in einem Walzengehäuse (nicht gezeigt) getragen wird. Während des Walzbetriebs wird Öl kontinuierlich zwischen die Hülse 16 und die Buchse 20 eingeleitet, was dazu führt, dass die Hülse 16 drehend auf einem hydrodynamisch aufrecht erhaltenen Film aus Öl in der Lagerbelastungszone getragen wird.
Auf seiner inneren Seite umfasst der Lageraufbau ferner einen Dichtungsaufbau 24. Wie man mit zusätzlichem Bezug auf die 2 erkennen kann, umfasst die äußere Seite des Lageraufbaus ein erstes Axialdrucklager, welches einen inneren Laufring 26a und äußere Laufringe aufweist, welche durch einen Axialdrucklagerhalter 26b eingebunden sind, eine Endplatte 28, eine kreisförmige Übertragungsplatte 30, eine Kontermutter 32, welche auf einem mit Gewinde versehenen Ring 34 aufgeschraubt ist, ein Verriegelungselement 36, welches den mit Gewinde versehenen Ring 34 mechanisch an die Kontermutter 32 koppelt, und eine Endabdeckung 38, welche drehbar bei 40 an die Endplatte 28 angeschlossen ist und in einer geschlossenen Position durch einen Arretierungsmechanismus 42 gehalten wird. Das äußere (distale) Ende des Walzenzapfens ist mit einer mit Gewinde versehenen Sicherungsschraubenbohrung 43 versehen.
Ein geteilter Bajonettadapter 44 ist in einer kreisförmigen Kerbe 46 in einem Endabschnitt des Walzenzapfens mit verringertem Durchmesser gelegen. Wie man am besten in den 3 und 4 sehen kann, ist der geteilte Bajonettadapter 44 in zwei halbkreisförmige Hälften 44a, 44b unterteilt, welche miteinander durch Schrauben 48 verbunden sind. Der Adapter ist mit radial nach außen hervorstehenden Ansätzen 50 versehen, welche in Umfangsrichtung zueinander mit Abstand durch Nuten 52 angeordnet sind.
Wie man in den 5 und 6 sehen kann, ist der mit Gewinde versehene Ring 34 außen bei 36 mit einem Gewinde versehen, und ist innen mit nach innen hervorstehenden Ansätzen 56 versehen, welche in Umfangsrichtung durch die Nuten 58 mit Abstand zueinander angeordnet sind. Wenn der mit Gewinde versehene Ring so positioniert ist, wie in den 1 und 2 gezeigt ist, sind seine Ansätze 56 axial mit den Nuten 50 des geteilten Bajonettadapters ausgerichtet. Der mit Gewinde versehene Ring wird somit axial zwischen den Adapteransätzen 50 und einer Schulter 60 auf dem Walzenzapfen eingefangen.
Die Kontermutter 32 ist auf den Ring 34 geschraubt, und sie stützt sich in ihrem angezogenen Zustand, wie in den 1 und 2 gezeigt ist, gegen die Übertragungsplatte 30 ab, wobei die letztere wiederum gegen den inneren Laufring 26a des Axialdrucklagers 26 gehalten wird.
Wie in den 7A und 7B gezeigt ist, umfasst das Verriegelungselement 36 obere und untere parallele Beine 36a, 36b, welche durch einen Steg 36c verbunden sind. Das obere Bein 36a ist derart konfiguriert, dass es sich durch eine Nut 58 zwischen zwei Ansätzen 56 des mit Gewinde versehenen Rings 34 erstreckt, und das untere Bein 36b ist durch eine oder mehrere Schrauben 62 an der Kontermutter 32 befestigt. Wenn es derart positioniert wurde, verhindert das Verriegelungselement eine relative Drehung zwischen der Kontermutter 32 und dem mit Gewinde versehenen Ring 34.
Mit Bezug auf die 8 und 9 ist eine vorzuziehende Ausführung eines tragbaren, hydraulisch betätigten Werkzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung mit 64 bezeichnet. Das Werkzeug umfasst einen Zylinder 66, welcher einen Gabelring 68 aufweist, der am Zylinder durch eine Zylinderkappe 70 befestigt ist. Der Gabelring weist in Umfangsrichtung mit Abstand angeordnete Finger 72 auf, welche axial von dem Zylinder 66 aus hervorstehen.
Der Zylinder 66 umschließt einen hohlen Kolben 74. Der Kolben weist einen kreisförmigen externen Flansch 74a auf, welcher den Zylinder innen in eine erste und eine zweite Kammer 76a, 76b unterteilt. Ein Sicherungsring 78 ist montiert auf und axial verschiebbar im Hinblick auf den Zylinder 66. Der Sicherungsring ist innen an einem Ende, wie bei 80, mit einem Gewinde versehen und ist mit einer kreisförmigen, nach innen hervorstehenden Schulter 82 an seinem entgegengesetzten Ende versehen. Als eine Alternative zu dem Gewinde 80 könnten Ansätze des Bajonetttyps vorgesehen werden, um mechanisch mit dazu passenden Nuten auf dem Ring 34 zusammenzuarbeiten. Der Kolben 74 ist mit ersten und zweiten Fluiddurchlässen 84a, 84b versehen, welche jeweils mit der ersten und der zweiten Kammer 76a, 76b in Verbindung stehen. Eine Sicherungsschraube 86 erstreckt sich durch den Kolben 74 und ist extern mit einem Gewinde, wie bei 88, versehen.
MONTAGEABFOLGE
In der 10A ist der Lageraufbau 10 gezeigt, in einem Zustand entfernt von dem verjüngten Abschnitt 12 des Walzenzapfens. Der geteilte Bajonettadapter befindet sich auf dem Walzenzapfen. Der geteilte Bajonettadapter 44 wird mit Walzen verwendet, welche nicht die Ansätze 50 und Nuten 52 in ihren Zapfen eingearbeitet haben. Wenn die Walzenzapfen integral mit diesen Merkmalen versehen sind, ist der Bajonettadapter nicht erforderlich. Der mit Gewinde versehene Ring 34 wird im Hinblick auf den geteilten Bajonettadapter 44 drehend eingestellt, um die Ansätze der einen Komponente mit den Nuten der anderen Komponente axial auszurichten, das heißt, die Adapteransätze 50 werden mit den Nuten 58 des mit Gewinde versehenen Rings ausgerichtet, und die Adapternuten 52 werden mit den Ansätzen 56 des mit Gewinde versehenen Rings ausgerichtet. Der Lageraufbau wird dann axial auf dem Walzenzapfen montiert, wobei sich die Endabdeckung 38 in ihrer geöffneten Position befindet.
Nachdem der Lageraufbau positioniert wurde, wie in der Position 10B gezeigt ist, wird der mit Gewinde versehene Ring 34 um 45 Grad gedreht, um seine axialen Ansätze 56 mit den Bajonettadapteransätzen 50 auszurichten, wodurch der mit Gewinde versehene Ring axial an einer Stelle zwischen der Wellenschulter 60 und den Bajonettadapteransätzen 50 fixiert wird. Die Kontermutter 32 wird dann angezogen, um jegliches axiales Spiel aus dem System zu entfernen.
Wie in der 10C gezeigt ist, ist das Werkzeug 64 dann für die Verbindung mit dem Lageraufbau 10 fertiggestellt. Die Finger 72 des Gabelringes 68 werden mit den Nuten 58 des mit Gewinde versehenen Rings 34 ausgerichtet.
Wie in der 10D gezeigt ist, wird das Werkzeug dann axial in seine Betriebsposition (von rechts nach links) eingefügt, wodurch sich die Finger 72 durch die Nuten 58 des mit Gewinde versehenen Rings erstrecken, um gegen die Übertragungsplatte 30 anzustoßen. Die Sicherungsschraube 86 wird in die Sicherungsschraubenbohrung 43 eingeschraubt, um dadurch den Kolben 74 gegen das Ende des Walzenzapfens zu befestigen.
Wie in der 10E gezeigt ist, wird dann Hydraulikfluid über den Durchgang 84a in die erste Kammer 76a zugeführt. Weil der Kolben 74 im Hinblick auf den Walzenzapfen befestigt ist, werden die Zylinderkappe 70 und der Gabelring 68 nach links gezwungen, was verursacht, dass die Finger 72 sich gegen die Übertragungsplatte 30 abstützen, welche sich wiederum gegen den inneren Axialdrucklagerring 26a abstützt. Der Lageraufbau wird somit in eine erste Richtung (nach links, wie in der Darstellung gezeigt ist) in seine sitzende Position auf dem verjüngten Abschnitt 12 des Walzenzapfens gezwungen. Die Kontermutter 32 wird dann angezogen, um den Lageraufbau mechanisch in seiner sitzenden Position zu halten.
Abschließend, wie in der 10F gezeigt ist, wird der Hydraulikdruck nachgelassen, die Sicherungsschraube 86 wird aus der Sicherungsschraubenbohrung 43 in dem Ende des Walzenzapfens gelöst, und das Werkzeug 64 wird von dem Lageraufbau entfernt. Das Verriegelungselement/Sicherungselement 36 wird dann in seine Betriebsposition eingesetzt, um dadurch zu verhindern, dass sich die Kontermutter 32 löst. Die Endabdeckung 38 wird dann geschlossen und ortsfest verkeilt, und der Lageraufbau befindet sich in seiner sitzenden und Betriebsposition, wie in der 1 gezeigt ist.
DEMONTAGEABFOLGE
Der erste Schritt in der Demontageabfolge ist in der 11A gezeigt. Die Endabdeckung 38 wird geöffnet, und das Sicherungselement 36 wird von der Kontermutter 32 und dem mit Gewinde versehenen Ring 34 gelöst.
Wie in der 11B gezeigt ist, wird dann das Werkzeug 64 wiederum für eine Einfügung in den Lageraufbau fertiggestellt, wobei die Finger 72 des Gabelringes 68 mit den Nuten 58 des mit Gewinde versehenen Rings 34 ausgerichtet werden.
Die 11C zeigt das Werkzeug in seiner Position, wobei der Kolben 74 wiederum durch die Sicherungsschraube 86 auf dem Ende des Walzenzapfens befestigt wurde.
In der 11D wird Hydraulikfluid über den Durchgang 84a in die erste Kammer 76a eingeleitet, um die Finger 72 des Gabelrings 78 gegen die Übertragungsplatte 30 zu zwingen, wodurch die Spannungen auf der Kontermutter 32 gelöst werden. Die Kontermutter wird dann leicht gelöst und der Hydraulikdruck in der ersten Kammer 76a wird nachgelassen.
In der 11E wird der mit Gewinde versehene Ring 34 um 45 Grad in seine entriegelte Position (die Ansätze 50 sind mit den Nuten 58 ausgerichtet, und die Nuten 52 sind mit den Ansätzen 56 ausgerichtet) gedreht. Der Sicherungsring 78 wird dann axial im Hinblick auf den Zylinder 76 vorgeschoben und auf den mit Gewinde versehenen Ring 34 gedreht.
In der 11F wird die zweite Kammer 76b mit einem Hydraulikfluid, welches über den Durchgang 84b zugeleitet wird, druckbeaufschlagt. Der Zylinder 66 wird somit in eine entgegengesetzte zweite Richtung im Hinblick auf den feststehenden Kolben 74 geschoben (nach rechts, wie in der Darstellung gezeigt ist). Der Zylinder 66 greift an der Schulter 82 des Sicherungsringes 78 an, was verursacht, dass sich der Sicherungsring, der mit Gewinde versehene Ring 34 und die Kontermutter 32 in dieselbe Richtung bewegen. Die Kontermutter 32 greift dann an der Endplatte 28, wie bei 90, an, wodurch sie den Lageraufbau axial aus seiner sitzenden Position auf dem verjüngten Abschnitt 12 des Walzenzapfens zieht.
Wie in der 11G gezeigt ist, wird die Sicherungsschraube 86 von dem Walzenzapfen gelöst, und das Werkzeug 64 wird von dem Lageraufbau 12 entfernt. Abschließend, wie in der 11H gezeigt ist, wird der Lageraufbau von dem Walzenzapfen entfernt.
Im Lichte des Vorhergehenden kann man somit erkennen, dass das hydraulisch betätigte Werkzeug der vorliegenden Erfindung als eine integrale Einheit kompakt ausgelegt ist, welche leicht an den Walzenzapfen und Lageraufbau angeschlossen und von diesem entfernt werden kann. Das Werkzeug ist einsetzbar in beidem, einem Montage- und einem Demontagemodus, wobei es eine geringe Einstellung erfordert, um aus einem Modus in den anderen gebracht zu werden. Beide Arbeitsabfolgen sind relativ einfach und zielgerichtet, was nur eine geringe Möglichkeit für Fehler lässt, während das Betriebspersonal vor Verletzungen und die Einrichtung vor Schäden geschützt wird.

Claims

Vorrichtung zum axialen Zwingen eines Lageraufbaus (10) in eine und aus einer sitzende(n) Position auf dem Zapfen (18) einer Walze in einem Walzwerk, der gesagte Walzenzapfen weist ein Ende auf, welches axial aus dem Lageraufbau herausragt, wenn sich der Lageraufbau in der gesagten sitzenden Position befindet, die gesagte Vorrichtung umfasst: einen Kolben (74), der von einem Zylinder (66) umschlossen ist, der gesagte Kolben ist derart konfiguriert, dass er den gesagten Zylinder intern in axial getrennte erste und zweite Kammern (76a, 76b) unterteilt; ein Befestigungsmittel (43, 86, 88) zum lösbaren Befestigen des gesagten Kolbens (74) an das Ende des gesagten Walzenzapfens; ein Strömungsmittel zum alternativen Druckbeaufschlagen der gesagten ersten und zweiten Kammern (76a, 76b), um den gesagten Zylinder (66) im Hinblick auf den so befestigten Kolben (74) alternativ in entgegengesetzte erste und zweite Richtungen zu schieben; ein erstes kraftausübendes Mittel (68), welches auf das Verschieben des gesagten Zylinders (66) in die gesagte erste Richtung anspricht, zum Angreifen und axialen Zwingen des gesagten Lageraufbaus (10) in die gesagte sitzende Position; und ein zweites kraftausübendes Mittel (78), welches auf das Verschieben des gesagten Zylinders (66) in die gesagte zweite Richtung anspricht, zum Angreifen und axialen Zwingen des gesagten Lageraufbaus (10) aus der gesagten sitzenden Position heraus.
Die Vorrichtung, wie beansprucht in Anspruch 1, wobei der gesagte Lageraufbau einen extern mit Gewinde versehenen Ring (34) umfasst, der gesagte Ring weist in Umfangsrichtung mit Abstand angeordnete, radial nach innen hervorstehende Ansätze (56) auf, welche in einer Bajonettverbindung (44) mit in Umfangsrichtung mit Abstand angeordneten, radial nach außen herausragenden Ansätzen (50), die im Hinblick auf den gesagten Walzenzapfen befestigt sind, zusammenarbeiten, der gesagte Ring ist drehbar auf dem gesagten Walzenzapfen zwischen einer im Eingriff stehenden Position, in welcher die gesagten nach innen und nach außen hervorstehenden Ansätze in Umfangsrichtung ausgerichtet sind, um den gesagten Ring auf dem gesagten Walzenzapfen axial zu fixieren, und einer nicht im Eingriff stehenden Position, an welcher die gesagten nach innen und nach außen hervorstehenden Ansätze in Umfangsrichtung versetzt sind, um eine axiale Bewegung des gesagten Rings auf dem gesagten Walzenzapfen zuzulassen, und eine Kontermutter (32), die auf den gesagten Ring aufgeschraubt ist, die gesagte Kontermutter erstreckt sich angreifend gegen erste und zweite axial mit Abstand angeordnete Schubkomponenten des gesagten Lageraufbaus.
Die Vorrichtung, wie beansprucht in Anspruch 1 oder 2, wobei das erste kraftausübende Mittel einen ersten Kragen (68) umfasst, der sich axial von dem gesagten Zylinder aus zum Angriff gegen die gesagte erste Schubkomponente erstreckt.
Die Vorrichtung, wie beansprucht in Anspruch 3, wobei der gesagte erste Kragen in Umfangsrichtung mit Abstand angeordnete Zacken (72) umfasst, welche derart ausgeführt sind, dass sie axial durch komplementäre, mit Abstand angeordnete Schlitze in dem gesagten mit Gewinde versehenen Ring hervorstehen.
Die Vorrichtung, wie beansprucht in Anspruch 3, wobei der gesagte erste Kragen getragen wird durch den und befestigt ist relativ zu dem gesagten Zylinder.
Die Vorrichtung, wie beansprucht in den Ansprüchen 1 oder 2, wobei das gesagte zweite kraftausübende Mittel einen zweiten Kragen (78) umfasst, welcher ein Ende aufweist, das angreifend an den gesagten Ring aufschraubbar ist und ein entgegengesetztes Ende aufweist, das axial angreifbar durch den gesagten Zylinder ist.
Die Vorrichtung, wie beansprucht in Anspruch 6, wobei der gesagte zweite Kragen getragen wird durch und axial verschiebbar ist im Hinblick auf den gesagten Zylinder.
Die Vorrichtung, wie beansprucht in Anspruch 1, wobei der gesagte Kolben, der gesagte Zylinder und das gesagte erste und zweite kraftausübende Mittel integral in einem einheitlichen hydraulisch betätigten Werkzeugaufbau kombiniert sind.
Die Vorrichtung, wie beansprucht in Anspruch 1, wobei das gesagte Befestigungsmittel eine Sicherungsschraube (86) aufweist, welche in das Ende des gesagten Walzenzapfens eingeschraubt ist.