EP1497048B1 - Medienkupplung für walzgerüste - Google Patents

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EP1497048B1
EP1497048B1 EP03711944A EP03711944A EP1497048B1 EP 1497048 B1 EP1497048 B1 EP 1497048B1 EP 03711944 A EP03711944 A EP 03711944A EP 03711944 A EP03711944 A EP 03711944A EP 1497048 B1 EP1497048 B1 EP 1497048B1
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EP
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coupling
media
roll
couple
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Wolfgang Denker
Hans-Jürgen Bender
Karl Keller
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SMS Siemag AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B31/00—Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B31/00—Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
    • B21B31/07—Adaptation of roll neck bearings
    • B21B31/076—Cooling; Lubricating roller bearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B31/00—Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
    • B21B31/08—Interchanging rolls, roll mountings, or stand frames, e.g. using C-hooks; Replacing roll chocks on roll shafts

Definitions

  • the invention relates to a media coupling, comprising coupling elements for coupling and / or uncoupling of arranged on a rolling mill media feeds with media connections of roll stands feasible chocks of roller bearings, especially for working or support rollers, according to the preamble of claim 1.
  • a media coupling is known from JP-A-61014008 is known.
  • the coupling and uncoupling of the media supply lines is particularly associated with the oil flood storage of rolling stands with difficulties because the coupling connections of the bearing chocks are also on the hard to reach drive side of the rolling stands. Nevertheless, to safely handle the coupling elements, in particular the relatively large coupling elements of the oil drain lines, great experience of the operator is required. Due to the height of the upper chocks of support rollers, the operating personnel is considerably at risk. But even the internal hose stresses mean that the manual coupling and uncoupling of the media on rolling stands results in a difficult and risky work for the operating staff.
  • the document EP 0 947 255 A2 discloses a device for coupling and uncoupling the media feed lines on the bearing inserts of rolls guided in roll stands.
  • the coupling elements of the media supply lines used in this case are facing the media connections in the bearing chocks and arranged together in a carrier.
  • This support is guided parallel to the Anstellterrorismscardi the bearing chocks in a guide frame.
  • the guide frame is held in associated with the roll stand guides in Walzenachsraum against the bearing chock, and slidably held away from it.
  • the coupling and uncoupling of the media feed line is semi-automatic feasible.
  • the object of the present invention is to provide a device for the automatic coupling of all four chocks of a work roll set or support roll set with all necessary supply and disposal media.
  • the object is achieved in an inventive manner in all four chocks of the back-up rolls or the work rolls with a media coupling, comprising coupling elements for coupling and / or uncoupling of arranged on a rolling mill media feeds with media connections of roll stands in manageable chocks of roller bearings, by the media coupling according to claim 1 solved.
  • the automatically made media coupling causes a media coupling, which is completely free from the stationary roll stand and only firmly connected to the roll chock and therefore can join in its movements.
  • the disadvantages of all previously known media coupling systems which do not provide complete decoupling of roll stand and roll chock, are avoided with the coupling system according to the invention. There can be no overdetermined system with the risk of coercive forces, as is the case with the known clutch systems.
  • the media coupling comprises coupling elements for coupling and / or decoupling the media supply lines with media connections 24 (FIG. 4) fixed to a roll stand 20 by chocks 21 of roller bearings which can be guided in roller stands, in particular for working or support rollers ,
  • the coupling elements of the media supply and discharge lines 1 to 4 on the roll stand 20 are automatically coupled to each other with media connections 5 of the roll chocks 21 and decoupled formed.
  • the media connections of the chocks 21 for the uncoupling state are equipped with automatic means for oil-tight closing.
  • these means may be in the form of a respective spring-actuated piston 12, as shown in the figure 1 within the building block 5 in section.
  • All four chocks 21 of backup rollers and the work rolls are each provided with an automatic oil return flap 17 or piston 12, provided only for unpressurized large oil return, all other heats are with standard quick-release couplings 24 for oil flow, for hydrostatics, the Hydraulics, provided the grease lubrication, pneumatics or the like.
  • the coupling is advantageously designed for the passage of relatively large amounts of pressureless oil with low return resistance.
  • the spring-actuated flap 17 or the spring / pressure oil-actuated piston 12 has a sealing cone 18, which may be closed against a radial shaft sealing ring 19.
  • the replacement plate 4 is designed and arranged for the coupling process with guide holes 31 so that it is pushed down by the bolt 3 of the cylinder 1, in which case the other pin 3 '(FIG. 4) of the removable plate 4 in centering holes 11 of the building block. 5 beak and center yourself at the same time.
  • the removable disk 4 is guided safely, docked to the building block 5 and finally clamped with the mandrel or clamping element 30 on the building block 5 and thus on the movable roll chock 21. (Fig. 3)
  • To perform this tension of the mandrel which is provided, for example. With a rotatable hammer head connection, set by means of hydraulic oil pressure under pressure and clamped.
  • the removable plate 4 is equipped with centering pins 3 'and the plate 29 on the roll chock 21 with corresponding centering holes 11, in which the centering pins 3' engage during the coupling process. (Fig. 4)
  • the media coupling shown in Figures 1 to 4 may have further coupling transfer elements 24 for media such as water, compressed air, lubricant, etc.
  • the removable plate 4 with a known clamping element 30 (Fig. 3) on the building block 5 is clamped.
  • the automatically couplable media couplings for the roll chocks 21 with coupling counterparts 22 may be formed with means for locking the chocks 21 with the roll stand 20.
  • the coupled or uncoupled position of the media coupling are preferably monitored by electrical signal transmission, and the signals are incorporated into the process automation.
  • a return support is provided, which, integrated in the automatic process control is equipped with a jet or impeller pump 28. This can either have an acted upon by leading oil 25 or an alimentable with electrical energy drive 27 as shown schematically in Fig. 5.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Medienkupplung, umfassend Kupplungselemente zum Kuppeln und/oder Entkuppeln der an einem Walzgerüst angeordneten Medienzuleitungen mit Medienanschlüssen von in Walzenständern führbaren Einbaustücken von Walzenlagern, insbesondere für Arbeits- oder Stützwalzen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Medienkupplung ist aus der JP-A-61014008 bekannt.
  • Das Kuppeln und Entkuppeln der Medienzuleitungen ist besonders bei den Ölflutlagern von Walzgerüsten mit Schwierigkeiten verbunden, weil sich die Kupplungsanschlüsse der Lagereinbaustücke auch auf der schwer zugänglichen Antriebsseite der Walzgerüste befinden.
    Um dennoch die Kupplungselemente sicher zu handhaben, insbesondere die relativ großen Kupplungselemente der Ölablaufleitungen, wird große Erfahrung des Bedienungspersonals vorausgesetzt. Durch die Höhe der oberen Einbaustücke von Stützwalzen ist das Bedienungspersonal erheblich gefährdet. Aber auch die Schlaucheigenspannungen führen dazu, dass das manuelle Kuppeln und Entkuppeln der Medien an Walzgerüsten eine schwer durchzuführende und risikobehaftete Arbeit für das Bedienungspersonal ergibt.
  • Aus dem Dokument EP 0 947 255 A2 ist eine Vorrichtung zum Kuppeln und Entkuppeln der Medienzuleitungen an den in Walzenständern geführten Lagereinbaustücken von Walzen bekannt. Die hierbei verwendeten Kupplungselemente der Medienzuleitungen sind den Medienanschlüssen in den Lagereinbaustücken zugewandt und gemeinsam in einem Träger angeordnet. Dieser Träger ist parallel zur Anstellbewegungsrichtung der Lagereinbaustücke in einem Führungsrahmen geführt. Der Führungsrahmen ist in mit dem Walzenständer verbundenen Führungen in Walzenachsrichtung gegen das Lagereinbaustück, und von diesem weg verschiebbar gehalten. Hierdurch wird das Ankuppeln und Entkuppeln der Medienzuleitung halbautomatisch durchführbar.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Vorrichtung für das automatische Kuppeln aller vier Einbaustücke eines Arbeitswalzensatzes bzw. Stützwalzensatzes mit allen notwendigen Ver- und Entsorgungsmedien bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird in erfinderischer Weise bei allen vier Einbaustücken der Stützwalzen bzw. der Arbeitswalzen mit einer Medienkupplung, umfassend Kupplungselemente zum Kuppeln und/oder Entkuppeln der an einem Walzgerüst angeordneten Medienzuleitungen mit Medienanschlüssen von in Walzenständern führbaren Einbaustücken von Walzenlagern, durch die Medienkupplung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die automatisch vorgenommene Medienkupplung bewirkt eine Medienkupplung, die vollkommen frei vom stationären Walzenständer ist und nur fest verbunden mit dem Walzeneinbaustück ist und deshalb dessen Bewegungen mitmachen kann. Die Nachteile aller bisher bekannten Medienkupplungssysteme, die keine vollständige Entkupplung von Walzenständer und Walzeneinbaustück vorsehen, werden mit dem erfindungsgemäßen Kupplungssystem vermieden. Es kann zu keinem überbestimmten System mit der Gefahr von Zwangskräften kommen, wie dies bei den bekannten Kupplungssystemen der Fall ist.
  • Den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausführungen der erfindungsgemäßen Medienkupplung zu entnehmen.
  • Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung der Medienkupplung wird mit großem Vorteil erreicht, dass der an einem Walzeneinbaustück in vertikaler Richtung führbare Baustückblock mit einem am Walzenständer anordenbaren Kupplungs-Gegenstück kuppelbar ist, welches eine Wechselplatte aufweist, die mit einem Betätigungsorgan insbesondere in Form eines Hydraulik-Zylinders vor- und zurückschiebbar zum Kupplungsvorgang zusammenwirkt.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachstehenden Erläuterungen eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles für die Medienkupplung.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    in Seitenansicht und teils im Schnitt die Medienkupplung mit Verschlusskolben in entriegeltem Zustand an einem Walzgerüst.
    Fig. 2
    in Seitenansicht und teils im Schnitt die entriegelte Medienkupplung mit Verschlussklappe an einem Walzgerüst.
    Fig. 3
    teilweise im Schnitt und teilweise in Seitenansicht die Medienkupplung mit dem Übergabe-Kupplungselement in gekoppeltem Zustand.
    Fig. 4
    ebenfalls in gekoppeltem Zustand die Haupt-Ölrücklaufleitung sowie weitere Medienanschlüsse für Ölvorlauf, Hydrostatik, Hydraulik oder dergleichen.
    Fig. 5
    einen im Ölzulauf angeordneten Antrieb für eine im Ölrücklauf angeordnete Flügelradpumpe.
  • Die Medienkupplung umfasst gemäß Fig. 1 bzw. Fig. 2 Kupplungselemente zum Kuppeln und/oder Entkuppeln der an einem Walzgerüst 20 fest angeordneten Medienzuleitungen mit Medienanschlüssen 24 (Fig. 4) von in Walzenständern führbaren Einbaustücken 21 von Walzenlagern, insbesondere für Arbeits- oder Stützwalzen. Die Kupplungselemente der Medienzu- und ―ableitungen 1 bis 4 am Walzgerüst 20 sind mit Medienanschlüssen 5 der Walzeneinbaustücke 21 selbsttätig miteinander kuppelbar bzw. entkuppelbar ausgebildet.
  • Um die entsprechenden Kupplungsvorgänge automatisierbar zu gestalten, sind die Medienanschlüsse der Einbaustücke 21 für den Entkupplungszustand mit selbsttätigen Mitteln zum öldichten Verschließen ausgestattet.
  • Zu diesem Zweck können diese Mittel in Form von jeweils einem federbetätigbaren Kolben 12 ausgebildet sein, wie dies in der Figur 1. innerhalb des Baustückblockes 5 im Schnitt dargestellt ist.
    Alle vier Einbaustücke 21 von Stützwalzen bzw. der Arbeitswalzen sind mit je einer automatisierten Ölrücklauf-Verschlussklappe 17 oder Kolben 12 versehen, vorgesehen nur für drucklosen großen Ölrücklauf, alle sonstigen Vorläufe sind mit Standard-Schnellschluss-kupplungen 24 zum Ölvorlauf, für die Hydrostatik, die Hydraulik, die Fettschmierung, die Pneumatik oder dergleichen versehen.
  • Vorteilhaft ist dabei die Kupplung für den Durchlauf relativ großer druckloser Ölmengen mit geringem Rücklaufwiderstand ausgelegt. Zweckmäßig weist die federbetätigbare Klappe 17 oder der feder-/druckölbetätigte Kolben 12 einen Dichtkegel 18 auf, der ggf. gegen einen Radialwellendichtring 19 schließbar ist.
  • Der an dem Walzeneinbaustück 21 in Fig. 1 in vertikaler Richtung führbare Baustückblock 5 ist mit einem am Walzenständer 20 anordenbaren Kupplungs-Gegenstück 22 kuppelbar, welches eine Wechselplatte 4 aufweist, die mit einem Betätigungsorgan in Form eines Hydraulik-Zylinders 1 vor- und zurückschiebbar zum Kupplungsvorgang zusammenwirkt.
  • Die Wechselplatte 4 ist für den Kupplungsvorgang mit Führungsbohrungen 31 so ausgebildet und angeordnet, dass sie dabei von den Bolzen 3 von dem Zylinder 1 heruntergeschoben wird, wobei dann die anderen Bolzen 3' (Fig. 4) der Wechselplatte 4 in Zentrierbohrungen 11 des Baustückblocks 5 gleichzeitig einschnäbeln und sich selbst zentrieren. Die Wechselplatte 4 wird dabei sicher geführt, an den Baustückblock 5 angedockt und schließlich mit dem Spanndorn bzw. Spannelement 30 am Baustückblock 5 und damit am beweglichen Walzeneinbaustück 21 verspannt. (Fig. 3)
    Zur Durchführung dieser Verspannung wird der Spanndorn, der bspw. mit einer drehbaren Hammerkopf-Verbindung versehen ist, mittels hydraulischem Öldruck unter Druck gesetzt und damit verspannt.
  • Am Walzeneinbaustück 21 ist der Baustückblock 5 anschraubbar befestigt und mit einer die Ölrücklauf-Öffnung 6 federbetätigbaren Rücklauf-Verschlussklappe 17 oder Kolben 12 versehen.
  • Die Wechselplatte 4 ist mit Zentrierbolzen 3' und die Platte 29 am Walzeneinbaustück 21 mit korrespondierenden Zentrierbohrungen 11 ausgerüstet, in welche beim Kupplungsvorgang die Zentrierbolzen 3' eingreifen. (Fig. 4)
  • Die in den Figuren 1 bis 4 gezeigte Medienkupplung kann weitere Kupplungs-Übergabeelemente 24 für Medien wie Wasser, Druckluft, Schmiermittel etc. aufweisen.
  • Nach erfolgtem Kupplungsvorgang ist die Wechselplatte 4 mit einem an sich bekannten Spannelement 30 (Fig. 3) am Baustückblock 5 festspannbar. Die selbsttätig miteinander kuppelbaren Medienkupplungen für die Walzeneinbaustücke 21 mit Kupplungsgegenstücken 22 können mit Mitteln für das Verriegeln der Einbaustücke 21 mit dem Walzenständer 20 ausgebildet sein.
  • Die gekuppelte bzw. entkuppelte Position der Medienkupplung werden vorzugsweise durch elektrische Signalübertragung überwacht, und die Signale sind in die Prozessautomatik eingebunden.
  • Zwecks Verkleinerung der Rücklaufquerschnitte ist eine Rücklaufunterstützung vorgesehen, die, eingebunden in die Prozeßautomatik mit einer Strahl- oder Flügelradpumpe 28 ausgestattet ist. Diese kann entweder einen vom vorlaufenden Öl 25 beaufschlagbaren oder einen mit elektrischer Energie alimentierbaren Antrieb 27 besitzen wie dies in Fig. 5 schematisch dargestellt ist.
  • Nachfolgend wird dargelegt, dass die automatisch wirkende Medienkupplung alle Freiheitsgrade hat, die durch Bewegungen des Baustückblockes 5 im Walzenständer verursacht sind. Dabei erfolgt der Kupplungsvorgang mit den folgenden Arbeitsschritten:
    1. 1. Beim Arbeitsschritt 1 ist gem. Fig. 1 die Wechselplatte 4 in einer Wartestellung von den Bolzen 3 gehalten. Dabei steht der Zylinder 1 in der zurückgezogenen Stellung. Die Walzeneinbaustücke 21 können gewechselt werden. Im Baustückblock 5 ist die Ölrücklauföffnung 6 mit einem Ventilkegel 7 der Wechselplatte 4 gemäß Darstellung in Fig. 3 geschlossen, und die übrigen Übergabestellen für weitere Medien sind ebenfalls durch entsprechende standardisierte Kupplungskonstruktionen geschlossen, vgl. Fig. 4, Pos. 24.
    2. 2. Im nächsten Schritt, wenn das Walzeneinbaustück 21 gewechselt ist und sich in der definierten Wechselposition in der obersten Stellung befindet, kann der automatische Ankupplungsvorgang der Wechselplatte 4 an den Baustückblock 5 erfolgen:
      • Dazu wird Zylinder 1 ausgefahren. Die Wechselplatte 4 wird von den Bolzen 3 heruntergeschoben und mittels Zentrierbolzen 3' auf die Zentrierbohrungen 11 übergeben, (Fig. 4) wodurch sich die Kupplungsteile exakt miteinander selbst zentrieren. Die Wechselplatte 4 wird anschließend mit dem Spanndorn 30 am Baustückblock 5 festgespannt. (Fig. 3)
    3. 3. In einem weiteren Schritt, wenn das Walzeneinbaustück 21 nach unten gefahren wird, beispielsweise zur Einstellung des Walzspaltes, wird der Eingriffspilz 13 des Zylinders 1 von der Aufnahmeöffnung 14 der Wechselplatte 4 freigesetzt. Die automatische Medienkupplung ist nun vollkommen frei vom Gerüstständer und fest mit dem Walzeneinbaustück 21 verbunden und kann alle Bewegungen des Walzeneinbaustückes 21 mitmachen, weil sie lediglich nur noch mit flexiblen Schläuchen mit dem Walzenständer in Verbindung steht.
    Bezugszeichenliste
    • 1.
    Zylinder
    2.
    Platte
    3.
    Bolzen
    4.
    Wechselplatte
    5.
    Baustückblock
    6.
    Ölrücklauf-Öffnung
    7.
    Übergabe-Kupplungselement
    8.
    dito
    9.
    dito
    10.
    dito
    11.
    Zentrierbohrung
    12.
    Verschlusskolben
    13.
    Eingriffspilz
    14.
    Aufnahme-Öffnung
    15.
    Kolbenstange
    16.
    Ölrücklaufrohr
    17.
    federbetätigbare Klappe
    18.
    Dichtkegel
    19.
    Radialwellendichtung
    20.
    Walzenständer
    21.
    Walzeneinbaustück
    22.
    Kupplungs-Gegenstück
    23.
    Hydraulik-Anschluss
    24.
    Medien-Anschlüsse
    25.
    Öl-Zulauf
    26.
    Öl-Rücklauf
    27.
    Antrieb
    28.
    Flügelradpumpe
    30.
    Spannelement / Spanndorn
    31.
    Führungsbohrungen

Claims (6)

  1. Medienkupplung, umfassend Kupplungselemente zum Kuppeln und/oder Entkuppeln der an einem Walzgerüst (20) angeordneten Medienzuleitungen mit Medienanschlüssen von in Walzenständern führbaren Einbaustücken (21) von Walzenlagern, insbesondere für Arbeits- oder Stützwalzen, wobei die Kupplungselemente der Medienzu- und -ableitungen am Walzgerüst (20) mit Medienanschlüssen der Einbaustücke (21) in der Weise selbsttätig miteinander kuppelbar bzw. entkuppelbar ausgebildet sind; dass eine Medienkupplung frei vom Walzenständer und fest am Walzeneinbaustück (21) besteht,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der an einem Walzeneinbaustück (21) in vertikaler Richtung führbare Baustückblock (5) mit einem am Walzenständer (20) anordenbaren Kupplungs-Gegenstück (22) kuppelbar ist, das eine Wechselplatte (4) aufweist, die mit einem Betätigungsorgan in Form eines insbesondere Hydraulik-Zylinders (1) vor- und zurückschiebbar zum Kupplungsvorgang zusammenwirkt.
  2. Medienkupplung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kolbenstange des Zylinders (1) am freien Ende einen Eingriffspilz (13) aufweist, der mit der Aufnahmeöffnung (14) der Wechselplatte (4) kuppelbar zusammenwirkt und diese beim Abwärtsfahren des Baustückblocks (5) freigibt.
  3. Medienkupplung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass am Walzeneinbaustück (21) der Baustückblock (5) anschraubbar befestigt ist und mit einer die Ölrücklauf-Öffnung (6) federbetätigbaren Rücklauf-Verschlussklappe (17) oder Verschlusskolben (12) versehen ist.
  4. Medienkupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Wechselplatte (4) mit Führungsbohrungen (31) und mit Bolzen (3) sowie mit Zentrierbolzen (3') und der Baustückblock (5) mit korrespondierenden Zentrierbohrungen (11) ausgerüstet sind, die beim Kupplungvorgang ineinander eingreifbar sind, und dass die beiden Kupplungsstücke (5, 22) miteinander zentrierbar ausgebildet sind.
  5. Medienkupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sie weitere Kupplungs-Übergabeelemente (24) für verschiedene Medienanschlüsse wie Wasser, Druckluft, Schmiermittel etc. aufweist.
  6. Medienkupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Wechselplatte (4) nach erfolgtem Kupplungsvorgang mit einem Spanndorn am Baustückblock (5) z. B. mittels eines an sich bekannten Spannelementes (30), insbesondere mit drehbarem Hammerkopf, festspannbar ist.
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