DE6808610U

DE6808610U - Walzwerkwalze, insbesondere fliegend gelagerte kaliberwalze fuer drahtwalzwerke.

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Publication number: DE6808610U
Application number: DE6808610U
Authority: DE
Original assignee: Siemag Siegener Maschinenbau GmbH
Current assignee: Siemag Siegener Maschinenbau GmbH
Priority date: 1968-11-26
Filing date: 1968-11-26
Publication date: 1973-11-29

Description

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICfi· OERD^ 0»LLEfl * D· G ROSSE

f.di. 31 276

SIEMAG Siegener Maschinenbau GmbH
5912 Hilchenbach-Dahlbruch

Walzwerkswalze, insbesondere fliegend gelagerte Kaliberwalze für Drahtwalzwerke

Die Neuerung betrifft eine Walzwerkswalze, insbesondere fliegend gelagerte Kaliberwalze für Drahtwalzwerke, bei welcher auf einer Antriebswelle mit Kalibereinschnitten versehene Walzenringe axial verspannbar sitzen und durch Mitnehmer in Drehrichtung mit der Antriebswelle gekuppelt sind.

Es gehört bereits seit langem zum Stande <|er Technik, Walzwerkswalzen aus einer Antriebswelle und lösbar aif dieser angeordneten Walzenmänteln zu bilden,Jwobei die Walzenmäntel durch axiales Verspannen auf der Antriebwelle festgelegt werden. Eine solche Walzenausbildung ist bspw. durch die deutsche Patentschrift 329 8 39 bekanntgeworden. Ebenso ist es, bspw.. durch die deutsche Patentschrift 21979 und 69o 134 bereits bekannt, mit Kalibereinschnitten versehene Walzenringe axial verspannbar auf eine Antriebswelle anzuordnen und hierdurch Walzwerkswalzen mit veränderbaren Kalibereinschnitten zu erstellen. Auf der gleichen Entwicklungslinie liegen auch die Walzenausbildungen nach den US-Patentschriften 1 289 6o2, 1 494 331, 1 528 392 und 2 342 159.

Durch die französiche Patentschrift 1 481 623 ist eine

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entsprechende Ausbildung auch schon für fliegend gelagerte Kaliberwalzen bekanntgeworden, wie bspw. für Drahtwalzwerke sie Verwendung finden.

Durch die deutschen Patentschriften 49o 185, 551 ol9 sowie die deutschen Auslegeschriften 1 14o 535 und 1 146 467 ist es auch schon bekannt geworden, die auf einer Antriebswelle angeordneten und axial verspannten Walzenmäntel oder Walzenringe durch Mitnehmer in Drehrichtung mit der Antriebswelle zu kuppeln.

Alle diese bekannten Walzwerkswal2en haben den Nachteil, daß bei ihrem Einbau in ein Walzwerk ehe Sicherung gegen überhöhte Walzkraft und überhöhtes Walzmoment beim Walzbetrieb nur erreichbar ist, wenn sie mit dem Walzwerksantrieb über Antriebssphdeln gekuppelt werden, die eine der maximal zulässigen Walzkraft und dem maximal zulässigen Walzmoment angepaßte Sollbruchstelle aufweisen. Solche Antriebsspindeln mit Sollbruchstellen sind ebenfalls seit langem bekannt. So ist bspw. eine solche Antriebsspindel in der deutschen Patentschrift 1222 oo6 beschrieben.

Der wesentliche Nachteil einer Anordnung der Sollbruchstelle an der Antriebsspindel besteht darin, daß sich zwischen der Spindel mit dem Sicherungselement und der Walze verhältnismäßig große Massen befinden, die auf die blockierte Walze einwirken. Diese Massen müssen abgebremst werden, bevor die Bruchsicherung in der Spindel erst belastet wird.

Ausgehend von einer Walzwerkswalze, insbesondere einer fliegend gelagerten Kaliberwalze für Drahtwalzwerke, bei welcher auf eine Antriebswelle mit Kalibereinschnitten versehene Walzenringe axial verspannbar sitzen und durch Mitnehmer in Drehrichtung mit der Antriebswelle gekuppelt sind, liegt der Neuerung

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die Aufgabenstellung zugrunde, eine Sicheriing gegen das Auftreten einer überhöhten Walzkraft und eines überhöhten Walzmomentes beim Walzbetrieb zu schaffen, die unmittelbar an der Walzwerkswalze wirksam ist und wegen der dadurch bedingten wesentlich geringeren bewegten Masse feinfühliger anspricht.

Zur Lösung dieser Aufgabenstellung wird neuerungsgemäß in erster Linie vorgeschlagen, das axiale Spannelement durch eine mit der Walzenachse fluchtende Ankerschraube mit Sollbruchstelle zu bilden und den Mitnehmern an der Antriebswelle und/oder an denWalzenringen gegen die Walzenachse geneigt verlaufende Keilflächen zuzuordnen.

Wird bei einer solchen neuerungsgemäßen Anordnung als Folge einer Störung das Walzmoment 2u groß, dann wirken die Mitnehmer zwischen der Antriebswelle und den Walzenringen wie eine Schraube. Hierdurch werden die Walzenringe auf Verschiebung in Richtung der Walzenachse beansprucht. Überschreitet dabei das Walzmoment eine vorbestimmte Grenze, die abhängig ist von dem tatsächlich an der Sollbruchstelle vorhandenen Materialquerschnitt, von der Material festigkeit der Ankerschraube und von der Steigung der Keilflächen, dann bricht die Sollbruchstelle und der Walzenring wird abgesprengt.

Neuerungsgemäß ist es besonders zweckmäßig, wenn die Sollbruchstelle der Ankerschraube dne in der Kaliberebene des Walzenringes liegende Eindrehung im Schraubenschaft ist. Hierdurch wird erreicht, daß die Sollbruchstelle immer im Bereich der größten auftretenden Walzkraft liegt.

Um nach dem Auftreten eines überlascungsbruches an der Ankerschraube ein leichtes Auswechseln desselben zu ermöglichen, wird gemäß der Neuerung vorgeschlagen, die Antriebswelle mit einer lösbaren, z.B. abziehbaren, Zentrierhüise für die Walzen-

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ringe zu versehen, die eine zentrale Bohrung zum losen Durchstecken der Ankerschraube aufweist und mit einer Schulter versehen ist, gegen die sich die Spannschraube mit einem Kopfteil in Zugrichtung abstützt.

Von besonderem Vorteil ist es nach der Neuerung auch, wenn mehrere gleichartige Mitnehmer gleichmäßig über den Walzenumfang verteilt angeordnet sind.

Als besonders zweckentsprechend und vorteilhaft hat es sich nach der Neuerung erwiesen, als Mitnehmer radiale Bolzen vorzusehen, die einerseits in radialen, halbschalenförmigen Ausnehmungen, vorzugsweise an der walzenseitigen Stirnfläche der Zentrierhülse sitzen und andererseits mit ihrer frien Umfangsfläche in keilförmig gestaltete Kerben, z. B. an der Stirnfläche des Walzenringes, eingreifen. Die wirkungsmäßig günstigste Ausgestaltung der Sicherung gegen überhöhte Walzkraft und überhöhtes Walzmoment wird dabei nach der Neuerung erreicht, wenn die Mitnehmerbolzen eine Konizität aufweisen, bei der die Konusspitze auf der Walzenachse lie^t und dabei die Ausnehmungen an der Zentrierhülse und die Kerben am Walzenring dieser Konizität angepaßt sind. Eine solche Anordnung ist jedoch in der Herstellung verhältnismäßig teuer. Die praktischen Erfahrungen haben gezeigt, daß os neuerungsgemäß auch völlig ausreicht, wenn die Mitnehmerbolzen z/Lindrisch ausgebildet und die Ausnehmungen sowie die Kerben dieser Zylinderform antreDaßt sind*

Auch andere Ausführung-sformen der neuerungsgemäßen Sicherung gegen überhöhte Walzkraft und überhöhtes Walzmoment sind im Rahmen der Neuerung möglich. So können nach der Neuerung die Mitnehmer auch Kugeln sein, die einerseits in einer Kugelpfanne,

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vorzugsweise an der Stirnseite der Zentrierhülse, lagern und andererseits in eine von der Stirnfläche, ζ. B. des Walzenringes, ausgebildete, in Drehrichtung der Walze Steigung aufweisende Kugelrille eingreifen.

Ferner liegt es in dieser Hinsicht im Rahmen der Neuerung, die Mitnehmer als, bspw. an die Zentrierhülse angeformte, Keilnocken auszubilden, die in entsprechende Keilausnehmungen, z. B. an der Stirnseite des Walzenringes, eingreifen.

Die Sicherung gegen überhöhte Walzkräfte wird schlieBlich neuerungsgemäß dadurch günstig gelöst, daß die Zentrierhülse der Walzenachse mit einem Zentrieransatz versehen ist, der eine Zentrierschulter des Walzenringes umgreift oder in diese eingreift.

Die Zeichnung zeigt drei verschiedene Lösungsvorschläge für die Ausbildung einer neuerungsgemäßen Sicherung gegen übehöhte Walzkraft und überhöhtes Walzmoment an fliegend gelagerten Kaliberwalzen für Drahtwalzwerke, und zwar jeweils im Längsschnitt .

Bei allen in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsformen von fliegend gelagerten Kaliberwalzen 1 ist auf das freie Ende einer Antrfebswelle 2 eine Zentrierhülse 3 aufgeschoben und darauf durch eine Feder-Nut-Verbindung 4 drehfest gelagert. Zur axialen Lagersicherung der Zentrierhülse 3 auf der Antriebswelle 2 kann eine in der Zentrierhülse 3 sitzende Schraube 5 dienen, die in eine zugeordnete Bohrung an der Antriebswelle 2 zum Eingriff komnt.

Mit ihrem Außenumfang ist die Zentrierhülse 3 in einsm Lager des Walzenständers 8 aufgenommen, wobei sie mit einem Zentrieransatz 9 vor der Stirnseite des Walzenständers 8 liegt.

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Der Zentrierabsatz 9 an der Zentrierhülse 3 weise eine axiale Durchbohrung Io und eine dem freien Ende der Antriebswelle 2 zugewendete Stützschulter 11 auf. Durch die Bohrung wird eine Ankerschraube 12 so hindurchgesteckt, daß sie sich mit ihrem Kopfteil 13 gegen die Stützschulter 11 anlegt.

Ein Walzenring 14 mit einen Kalibereinschnitt 15 hat eine Zentrierschulter 16, mit der er nach den Figuren 1 und 2 in den Zentrlsransatz 9 der Zentrierhülse 3 eingreift.

Die Ankerschraube 12 durchsetzt axial den Walzenring 14 sowie eine Bohrung]? in einer Spannplatte 18, die an der dem Zentrieransatz 9 gegenüberliegenden Stirnseite des Walzenrings 14 zur Anlage kommt. Durch auf dLe Ankerschraube 12 aufgedrehte Muttern 19 wird der Walzenring 14 mit Hilfe der Spannplatte 18 axial gegen die Zentrierhülse 3 verspannt.

IM eine Verdrehungssicherung des Walzenringes 14 gegenüber dem Zentrieransatz 9 der Zentrierhülse 3 zu erhalten, sind bei der Ausführungsform der Walzwerkswalze 1 nach Fig. 1 gleichmäßig über den Waixenumfang verteilt angeordnete, radiale Mitnehmerbolzen 2o vorgesehen. Diese Mitnehmerbolzen sind so im Zentrieransatz 9 der Zentrierhülse 3 angeordnet, daß sie im Eingriffsbereich der Zentrierschulter 16 des Walzenrhges 14 in halbschalenförmigen Ausnehmungen 7:1 des Zentrieransatzes 9 gefaßt sind, wie dies besonders deutlich der Fig. 1 a zu entnehmen ist. Mit ihren außerhalb der halbschalenförmigen Ausnehmungen 21 liegenden ümfangsteüstück kommt der Walzenring 14 über in die Stirnfläche der Zentrierschulter 16 eingearbeitete Kerben 22 in Eingriff, die wie ebenfalls der Fig. 1 a entnommen werden kann, gegen die Walzenachse geneigt verlaufende Keilflächen 23 aufweisen.

Die Keilflächen 23 der Kerben 22 bilden im Zusammenwirken

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mit dem freiliegenden Teil der Oberfläche des Mitnehmerbolzens 2o UTid einer Sollbruchstelle 24 am Ankerbolzen 12 eine Sicherung gegen das Auftreten überhöhter Walzkräfte und überhöhter Walzmomente. Erhöht sich nämlich in Folge irgend einer Störung das Walzmoment über das maximal zulässige Ausmaß, dann ergibt sich eine relative Drehung des Walzenringes 14 zur Zentrierhülse 3 und als Folge davon versuchen die Keilflächen 23 der Kerben 22 am Umfang der Mitnehmerbolzen 2o schraubenartig hochzusteigen. Dadurch ergibt sich eine axiale Verschiebung des Walzenringes 14, die auf die Sollbruchstelle 24 der Ankerschraube 12 zur Wirkung kommt, überschreitet das Walzmoment eins durch den MaterialquerschnLtt an der Sollbruchstelle 24, die Festigkeit des Materials der Ankerschraube 12 und die Steigung der Keilflächen 23 bestimmte Grenze, dann zerreißt der Ankerbolzen 12 an der Sollbruchstelle 24 und der Walzring 14 wird von der Zentrierhülse 3 und damit von der Antriebswelle 2 abgesprengt.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Sollbruchstelle 24 der Ankerschraube 12 in der Kaliberebene des Walzenringes 14 liegt, weil dadurch die Sollbruchstelle 24 nicht nuvbeim Auftreten eines erhöhten Walzmomentes sondern auch beim Wirksamwerden überhöhter Walzkräfte anspricht und ein Abspringen des Walzenringes 14 zur Folge hat.

Die günstige Wirkung der Sicherung gegen das Auftreten eines überhöhten Walzmomentes wird erreicht, wenn die Mitnehmerbolzen 2o und die zugehörigen Kerben 22 eine Konizität aufweisen, bei der die Konusspitze mit der Walzenachse zusammenfällt. Eine solche Anordnung ist jedoch in der Herstellung schwierig und damit teuer. Deshalb werden nach Fig. 1 zylindrische Mitnehmerbolzen 2o und entsprechend angepaßte Kerben 22 benutzt.

Die in Fig. 2 der Zeichnung dargestellte Ausführungsform

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einer fliegend gelagerten Kaliberwalze für Drahtwalzwerke unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß anstelle der Mitnehmerbolzen 2o Mitnehmerkugeln 25 vorgesehen sind, die in entsprechenden Kugelpfannen 26 am Zentrieransatz 9 der Zentrierhülse 3 lagern. An der Stirnfläche der Zentrierschulter 16 des Walzenringes 14 befinden sich Kugelrillen 27, die in Drehrichtung der Walze 1 eine Steigung aufweisen, wie dies in Fig. 2 a angedeutet ist.

Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist aber praktisch die-* gleiche, wie diejenige, der in Fig. 1 gezeigten Anordnung.

Bei der Walzwerkswalze 1 nach Fig. 3 ist der Zentrieransatz der Zentrierhülse 3 als Konus ausgebildet, der in eine entsprechend konische ZentcLerschulter 16 des Walzenringes 14 eingreift. An der Konusfläche des ZentaLeransatzes 9 befinden sich, gleichmäßig über den Umfang verteilt, Nocken 28, die in entsprechende Ausnehmungen 29 am Innenumfang des Walzenringes 14 eingreifen.

Wie besonders deutlich aus Fig. 3 a hervorgeht, weisen sowohl die Nocken 28 Keilflächen 3o als auch die Aussparungen 29 entsprechende Keilflächen 31 auf, die gegen die Walzenachse geneigt verlaufen.

Bei normaler Belastung der Walzwerkswalze 1 wirken die Nocken und die Aussparung 29 als Mitnehmer zusammen. Erhöht sich jedoch infolge irgend einer Störung das Walzmoment über das normale Ausmaß, dann stellt sich eine Relativdrehung des Walzenringes gegenüber der Zentrierhülse 3 ein. Bedingt durch diese Relativdrehung steigen die Keilflächen 31 der Aussparungen 29 an den Keilflächen 3o der Nocken 28 schraubenartig hoch und zwingen dadurch dem Walzenring 14 eine axiale Bewegung auf. Durch diese Axialbewegung des Walzenrings wird die Sollbruchstelle an

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Überschreitung einer vorbestimmten zügkraftwirkung zu Bruch geht. Der Walzenring 14 wird damit von der Zentrierhübe 13

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abgesprengt und das Walzwerk wird gegen überlastung gesichert.

Die zu Bruch gegangene Ankerschraube kann bei allen drei gezeigten Ausführungsbeispielen einer Walzwerkswalze leicht ersetzt werden. Hierzu ist es lediglich notwendig, die Zentrierhülse 3 vom freien Ende der Antriebswelle 2 abzuziehen und dann die zerbrochene Ankerschraube 12 durch eine neue Ankerschraube zu ersetzen.

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Claims

PATENTANWÄLTE F .W , H EM M E R ICH · SE r'd' Μ,ίι L^B H · IJ . (3^JfTSSE - lO - ,, j η f.di. 31 276 11. *· 'J SIEMAG Siegener Maschinenbau GmbH Hllchenbach-Dahlbruch Schutzansprüche

1. Walzwerkswalze, Insbesondere fliegend gelagerte Kaliberwalze für Drahtwalzwerke, bei welcher auf eine Antriebswelle mit Kalibereinschnitten versehene Walzenringe axial verspannbar sitzen und durch Mitnehmer in Drehrichtung mit der Antriebswelle gekuppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das axiale Spannelement durch eine mit der Walzenachse fluchtende Ankerschraube (12) mit Sollbruchstelle (24) gebildet ist und den Mitnehmern (2o) bzw. (25) bzw. (28) an der Antriebswelle (2) und/oder an den Walzenringen (14) gegen die Walzenachse geneigt verlaufende Keilflächen (23) b«w. (27) bzw. (3o,31) zugeordnet sind.

2. Walzwerkswalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstelle (24) der Allerschraube (12) eine in der Kaliberebene des Walzenringes (14) liegende Eindrehung in Schraubenschaft ist.

3. Walzwerkswalze nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (2) eine lösbare, z. B. abziehbare Zentrierhülse (3) für die Walzenringe (14) trägt, die eine zentrale Bohrung (lo) zum losen Durchstecken der Ankerschraube (12) aufweist und mit einer Schulter (11) versehen ist, gegen sie sich die Ankerschraube (12) mit einem Kopfteil (13) in Zugrichtung abstützt.

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4. Walzwerkswalze nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Mitnehmer (2o) bzw. (25) bzw. (28) gleichmäßig über den Walzenumfang verteilt angeordnet sind.

5. Walzwerkswalze nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, da ß als Mitnehmer radiale Bolzen (2o) vorgesehen sind, die einerseits in radialen, halbschalenförmigen Ausnehmungen (21), vorzugsweise an der walzenseitigen Stirnfläche der Zentrierhülse (3) sitzen und andererseits mit ihrer freien Umfangsfläche in keilförmig (23) gestaltete Kerben (22), z. B. an der Stirnfläche des Walzenringes (14), eingreifen (Fig. 1 und 1 a).

6. Walzwerkswalze nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennze lehnet, daß die Mitnehmerbolzen (b) eine Konizität aufweisen, bei der die Konusspitze auf der Walzenachse liegt, wobei die Ausnehmungen (21) an der Zentrierhülse und die Kerben (22) am Walzenring (14) dieser Konizität angepaßt sind.

7. Walzwerkswalze nach den Anprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmerbolzen (2o) zylindrisch ausgebildet und die Ausnehmungen (21) sowie auch die Kerben (22) dieser Rinder form angepaßt sind.

8. Walzwerkswalze nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer Kugeln (25) sind, die einerseits in einer Kugelpfanne (26), vorzugsweise an der Stirnfläche der Zentrierhülse (3T, lagern und andererseits in eine

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an der Stirnfläche, z. B. des Walzenringes (14), ausgebildete, in Drehrichfcung der Walze (1) Steigung aufweisende Kugelrillen (27) eingreifen (Fig. 2 und 2 a).

9. Walzwerkswalze nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer, bspw. an die Zentrierhülse *3) angeformte, Keilnocken ß8) sind, die in entsprechende Keilausnehmungen (29), z. B. an der Stirnseite des Walzenringes (14) eingreifen (Fig. 3 und 3 a).

Io. Walzwerkswalze nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierhülse (3) der Antriebswelle (2) mit einem Zentrieransatz (9) versehen ist, der eine Zentrierschulter (16) des Walzenringes (14) umgreift oder in diese eingreift.

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