DE1427942C3 - Walzenhalterung für starre Walzenlager - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Walzenhalterung für starre Walzenlager, wie zylindrische Gleitlager und Vielreihen-Rollenlager, mit die Lagergehäuse der Walzen durchsetzenden, auf Zug beanspruchten Stellschrauben, deren Köpfe geformte Auflageflächen aufweisen und die winkelbeweglich gegenüber den Lagergehäusen der Stützwalzen angeordnet sind.

Bei Walzenstühlen, die mit einem hohen Walzdruck im Verhältnis zum Walzendurchmesser arbeiten, ist es im Interesse einer langen Lebensdauer erforderlich, starre Lager zu verwenden, z. B. unter Hochdruck geschmierte Gleitlager Viel-Reihen-Kegelrollenlager, doppelsphärische oder zylindrische Walzlager. Derartige Lager sind gegen Kantenbelastungen empfindlich. Deshalb müssen sie so ausgebildet sein, daß sich ihre Lagergehäuse auf die Neigung der Laufzapfen einstellen können, die je nach der Belastung veränderlich ist. Diese Bedingung wird im wesentlichen bei einer bekannten Anordnung dadurch erfüllt, daß der Kopf der Stellschraube seitlich bewegbar durch die ovale öffnung in einer der Buchse des zugehörigen Lagergehäuses angeordnet ist. Bei sich ändernden Walzendrücken tritt jedoch eine gewisse Biegung der Stellschraube ein. Diese Biegung bildet einen Widerstand gegenüber der Selbsteinstellung der Lager, und hierdurch wird die Lebensdauer verringert, da die verschiedenen RcI-lenreihen unterschiedlichen Belastungen unterworfen sind, während bei Gleitlagern die Gefahr besteht, daß in den Endflächen Einschnitte und Kratzer auftreten. Bei zylindrischen Rollenlasern weisen diese die Neigung auf. schief zu laufen, sobald sie Kantenbelastungen unterworfen sind. Deshalb ist es von wesentlicher Bedeutung, daß die Lagergehäuse sich unbelastet auf die Richtung des Laufzapfens einstellen können (schwedisches Patent 120 359).

Bei einem älteren Vorschlag der eingangs genannten Art sind die Bohrungen in den Lagergehäusen für die Stellschrauben erweitert ausgebildet, damit die an ίο ihren Enden biegesteif gelagerten Stellschrauben in diesem erweiterten Bereich der Bohrungen gegenüber den Lagergehäusen winkelbeweglich sind. Um die Stellschrauben im Winkel zu bewegen, müssen Kräfte aufgebracht werden, durch die diese Schrauben verbogen werden. Diese Kräfte belasten die Lager in der vorstehend beschriebenen Art (älteres deutsches Patent 1 198 774).

Es ist weiterhin bekannt, bei Walzenhalterungen, deren Lagergehäuse nicht durch auf Zug beanspruchte Stellschrauben miteinander verbunden sind, zur Lagerung der Lagergehäuse sphärische Lagerflächen für die Lagergehäuse vorzusehen. Diese sphäri- , l*> sehen Lagerflächen sind zur Einstellung des Walzspaltes senkrecht zu den Achsen der Walzen nach oben und nach unten verstellbar (USA.-Patentschrift 1736 601).

Schließlich ist noch eine Lagerung für Walzanlageh und ähnliche Maschinen bekannt, bei der eine Schraube zum Zusammenhalten von Lagergehäuse, Lagerung und Rahmen vorgesehen ist, die auf der einen Seite unter Zugspannung einer starken Feder steht und auf der anderen Seite Scheiben mit sphärisch gestalteten Flächen zur Aufnahme und Abstützung der durch die Feder erzeugten Kraft aufweist. Diese bekannten Schrauben durchsetzen die Lagergehäuse der Walzen nicht (USA.-Patentschrift 2 345 321).

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Walzenhalterung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Stellschrauben keine die Lager belastenden Biegekräfte aufzunehmen brauchen.

Diese Aufgabe wird grundsätzlich dadurch gelöst, daß die Auflageflächen der Muttern oder Köpfe der _fK Stellschrauben, wie bekannt, sphärisch gestaltet sind \ \. und sich an Gegenflächen von in die Walzenlagergehäuse eingeschrumpften oder eingeschraubten Scheiben abstützen.

Dadurch, daß die auf Zug beanspruchten Stellschraube:! in sphärischen — oder im folgenden auch als kugelförmig bezeichneten — Flächen gelagert sind, können sie einerseits die Zugkräfte zur Aufnahme der großen Lagerkräfte übertragen, andererseits erfolgt aber keine Beanspruchung der Lager durch Biegekräfte, da sich die Schrauben an den sphärischen Flächen entsprechend einstellen, so daß Biegekräfte vermieden werden.

In vorteilhafter Weise ist eine Walzenhalterung nach der Erfindung, die mit Stützwalzen-Lagergehäusen ausgerüstet ist, die verlängert sind und die Lagergehäuse der Arbeitswalzcn umschließen und führen, derart ausgebildet, daß kurze, ziehende Stellschrauben in den Stützwalzen-Lagergehäusen angeordnet sind, die den Walzdruck unmittelbar von dem verlängerten Abschnitt des einen Stützwalzen-Lagergehäuses auf den verlängerten Abschnitt des anderen Stützwalzen-Lagcrgehäuses übertragen, und daß die sphärischen Gegenflächen für die Muttern bzw. Köpfe der Stellschrauben in den verlängerten

Abschnitten der Stützwalzen-Lagergehäuse liegen.

Die technische Prüfung und praktische Erprobung von Walzgerüsten, die Walzennalterungen nach der Erfindung aufweisen, hat ergeben, daß solche Walzwerke eine wesentlich größere Steifigkeit als die üblichen Walzwerke aufweisen. Daher ist es möglich, mit ihrer Hilfe beim Walzen wesentlich engere Toleranzen einzuhalten. Die Steifigkeit ist sogar so groß, daß das Walzwerk zum Kaltwalzen verwendet werden kann, wobei die Walzbeanspruchung sehr viel höher ist und wobei die Anforderungen an Dickenabweichungen häufig extrem hoch sind.

Bei einem Walzwerk der bisher üblichen Bauart ist die elastische Verformung (bei gleichen Abmessungen des gewalzten Materials) um etwa 40 °/o höher als bei Walzwerken, bei denen die Erfindung angewendet ist. Das Walzwerk ist also bei Anwendung der Erfindung nicht nur viel steifer, sondern auch noch erheblich einfacher und leichter. Daraus ergibt sich eine Verbilligung der Installations- und der Betriebskosten. Es konnte festgestellt werden, daß bei einem irrtümlichen doppelten Walzen einer Bramme der einzige auftretende Schaden darin bestand, daß zwei von den vier Schrauben gebrochen sind. Diese ließen sich sehr leicht auswechseln, und die benötigten Ersatzteile waren verhältnismäßig billig. Bei einem Walzwerk der üblichen Bauart sind die notwendigen Ersatzteile wesentlich teuerer, und ein Zusammenbruch hat wesentlich tiefer greifende Störungen des Betriebes zur Folge. Gewöhnlich bricht bei einem derartigen Fehler mindestens einer der Arbeitswalzen-Zapfen und meist auch noch ein Zapfen einer Gegenwalze, wobei die Lager und Lagerblöcke zerstört werden. Es gibt auch Fälle, wo das Gehäuse des Walzwerks zu Bruch ging.

Es wurde eingangs bereits bemerkt, daß bei den bekannten Walzwerken zwar schon eine Verstellung der Walzenlager mittels Schrauben benutzt worden ist, daß dabei aber die Lager lediglich parallel zur Schraubenachse verstellbar gewesen sind, also nicht winkelbeweglich waren. Eine solche Beweglichkeit muß aber gefordert werden, da hochbeanspruchte Walzen eine Durchbiegung erfahren. Ihre Lager müssen also so gebaut sein, daß sie dieser Durchbiegung nachgeben können. Auch das ist bereits bekannt gewesen, und man hat deshalb sphärisch geformte Kugel- oder Rollenlager benutzt, die ein Selbst-Ausrichten der Lager mit der jeweils durch die Durchbiegung gegebenen Richtung des Walzenzapfens ermöglichen. Dabei war jedoch auf jedem Walzenzapfen nur ein einziges derartiges Lager vorgesehen. Solange die Beanspruchung beim Walzen verhältnismäßig gering bleibt, sind solche einfachen Lager auch ausreichend.

Anders liegen die Verhältnisse, wenn das Walzwerk sehr hohen Beanspruchungen unterliegt, insbesondere nicht nur zum Warmwalzen, sondern auch zum Kaltwalzen verwendet werden soll. Dann müssen auf einem einzelnen Zapfen einer Walze mehrere Lager untergebracht werden, oder es müssen Lagerformen benutzt werden, die in der Lage sind, die hohen Beanspruchungen aufzunehmen. Die bisher erwähnten, sphärisch gestalteten Lager eignen sich hierfür nicht. Versieht man nun bei einem Walzwerk die Zapfen mit derartigen Lagern, so haben die hohen Beanspruchungen beim Walzen zur Folge, daß die Lagerblöcke der Walzendurchbiegung nachgeben. Unzulässig hohe Beanspruchungen der Lager durch nichtfluchtende Einstellung müssen hierbei aber vermieden werden. Dies ist möglich, wenn die Maßnahmen nach der Erfindung angewandt werden.

Zur Erläuterung des erzielten Fortschrittes sei angeführt, daß versuchsweise zwei Walzwerke miteinander verglichen wurden, wobei es sich einmal um ein solches nach der Erfindung und das andere Mal um ein Walzwerk der üblichen Bauart handelte. Beide waren für dieselben Blechabmessungen und dieselben Walzbeanspruchungen gebaut. Das Walzwerk, bei dem die Erfindung angewandt war, zeigte ein Gewicht von nur 60 ⁿ/o des Gewichtes des anderen, in der üblichen Weise gebauten Walzwerks, doch es erwies sich als wesentlich steifer und ergab Walzprodukte mit geringeren Toleranzen.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform einer Walzenhalterung nach der Erfindung mit drehbaren Muttern und feststehenden Stellschrauben,

F i g. 2 eine Einzelheit der Ausführungsform nach Fig. 1, ■

Fig. 3 eine Ansicht aus einer anderen Richtung der Ausführungsform nach Fig. 1,

F i g. 4 eine Einzelheit einer anderen Ausführungsform — nämlich nach F i g. 5 — einer Walzenhalterung nach der Erfindung mit drehbaren Stellschrauben und festliegenden Muttern,

F i g. 5 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Ausführungsform nach F i g. 4,

F i g. 6 eine Ansicht aus einer anderen Richtung der Ausführungsform nach F i g. 5 und

F i g. 7 eine im wesentlichen der F i g. 6 entsprechende Ansicht jedoch eines Triowalzstuhles.

F i g. 1 zeigt eine Seitenansicht einer Walzenhalterung in einem Walzenstuhl mit vier Walzen. Die Stützwalzen 1 und 4 sind in Rollenlagern 1 b und Axiallagern 1 c in den Stützwalzen-Lagergehäusen 1 α und 4 α angeordnet, die im Schnitt im linken unteren Teil der F i g. 1 gezeigt sind.

Die Arbeitswalzen 2 und 3 stützen sich auf den Stützwalzen ab und werden in Walzrichtung durch zylindrische Rollenlager 2 b gegen die Stützwalzen-Lagergehäuse 1 α in F i g. 3 abgestützt und in axialer Richtung durch Axiallager 2 c geführt.

Der rechte Abschnitt des Lagergehäuses zeigt einen Schnitt durch die Stellschrauben. Fig. 3 zeigt eine Endansicht der paarweisen Walzenhalterung des Walzenstuhles, aus der hervorgeht, daß der Walzdruck von dem unteren Stützwalzen-Lagergehäuse 1 α mittels einer Stellschraube 15 auf jeder Seite der Walzenlager auf das obere Stützwalzen-Lagergehäuse 4 α übertragen wird. Die beiden Stellschrauben 15 werden gleichlaufend eingestellt und durch Stellschraubengetriebe 28 betätigt.

Die Stützwalzen-Lagergehäuse 1 α und 4 a, F i g. 3, sind verlängert, so daß sie die Lagergehäuse 2 α bzw. 3 a der Arbeitswalzen in der Weise umschließen, daß der Verlängerungsabschnitt 1 d bzw. 4 d die Führung für das Lagergehäuse 2 α bzw. 3 α der entsprechenden Arbeitswalze bildet und daß gleichzeitig die Stellschrauben 15 kurz ausgeführt werden können. Infolgedessen ergibt sich nur eine geringe Abfederung gegen den Walzdruck in den Stellschrauben. Die Kräfte werden auf die größeren Abmessungen der Verlängerungsabschnitte 1 d und 4 d der Stütz-

5 6

walzen-Lagergchäuse übertragen, welche auf Grund und 67 in dem Verlängerungsabschnitt Ad des obc-

der geringen Last weniger pro Längeneinheit federn ren Stützwalzen-Lagergehäuses festgelegt und durch

als die Stellschrauben. Keile 66 an der Drehung gehindert.

In Fig. 2 ist ein Keil 11 dargestellt, der eine Theoretisch ist nichts dagegen einzuwenden, die

Drehbewegung der Stellschraube 15 und der unteren 5 Auflageflächen zwischen der Mutter 65 und den

Mutter 12 verhindert. Die Mutter 12 ruht mit einer Scheiben 64 und 67 zylindrisch zu gestalten, wobei

sphärischen Auflagefläche vom Radius/? auf einer die Zylinderachse sich parallel zu der Richtung des

Scheibe 13, die mit Preßsitz im Lagergehäuse la zu walzenden Guts erstreckt.

sitzt, so daß der Walzdruck des Werkstückesa in Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht der Walzenhalte-F i g. 1 durch vollständige Flächenabstützung von 10 rung in einem Duo-Walzgerüst, wobei die Lagergedem Lagergehäuse 1 α auf die Mutter 12 übertragen häuse zur Darstellung der Walzenlager und der Stellwird. Auf Grund der sphärischen Auflageflächen Schrauben teilweise im Schnitt dargestellt sind, bleibt die Flächenberührung erhalten, selbst wenn Fig. 6 zeigt eine Endansicht der gleichen Anordder Walzdruck sich ändert, wie in Fig. 1 gezeigt nung.

wird, und ohne daß die Lager 1 b Kantenbelastungen ₁₅ F i g. 5 zeigt in übertriebener Weise die Winkelstel-

unterworfen sind. Die Abfederung gegen den Walz- l_ung der Stellvorrichtung. Die in Rollenlagern 5 b

druck kann auf einen Kleinstwert beschränkt werden, _Und Axiallagern 5 c gelagerten Walzen 5 und 6 sind

da die erheblichen Federwirkungen fehlen, welche i_n Achsrichtung auf das Maß c eingestellt, so daß die

durch punkt- und linienförmige Berührung verur- Walzenkaliber 5 d und 6 d ein kreisförmig gewalztes

sacht werden. 20 Material b erzeugen. Die axiale Einstellung wird

Falls erwünscht, kann die Reibung auf den sphäri- durch Schrauben 5e und 6e gegen feste Führungs-

schen Auflageflächen dadurch verringert werden, flächen, die nicht dargestellt sind, ausgeführt. Die ^

daß durch das Rohr 14 unter hohem Druck stehen- Stellschrauben 44 passen sich selbst mittels der sphä- '^zi

des öl zugeführt wird. rischen Auflageflächen der geneigten Lage an. Dabei

Die Teile 16, 17 und 18 sind Dichtungspackungen, ₂₅ bewirkt eine passend geformte Keilverbindung 46 die

welche das Eindringen von Wasser und Schmutz in spannungslose Übertragung der Stellungen der Steli-

die Stellschraubenanordnung verhindern. schrauben auf das Stellschraubengetriebe 47.

Die sphärische Auflagefläche mit Radius R auf der I_n diesem Falle werden die Muttern 42 drehfest

Mutter 22 und der zugehörigen Scheibe 19, die mit mittels Keilen in den Abdeckungen 40 befestigt, die

einem Versorgungsrohr 20 für unter hohem Druck ₃₀ ihrerseits in dem Lagergehäuse 5 a und 6 a befestigt

stehendes öl versehen und die in das Lagergehäuse sind. Tellerfedern 41 halten die Muttern 42 gegen die

4 a eingeschrumpft ist, übertragen den Walzdruck sphärischen Auflageflächen der Scheiben 43 gepreßt,

von der Stellschraube 15 auf das obere Stützwal- wodurch die obere Walze 6 im angehobenen Zustand

zen-Lagergehäuse 4 a. Auf Grund des Einschrump- gehalten wird. Das Gewindespiel ist jedoch für die

fens in das Lagergehäuse wirkt die Scheibe 19 ge- _{35 o}bcre Walze nicht beseitigt. Dichtungen 45 in der

nauso als Stütze, als ob die sphärische Auflagefläche Art der Kolbenringe verhindern, daß Wasser und

unmittelbar in dem Lagergehäuse ausgebildet wäre. Schmutz eintreten kann.

Zur Einstellung des Walzenspiels wird die Mutter Mittels der Lager 49 am unteren Ende der rechts-

22 über eine Keilverbindung 23, 25 mit der Buchse gängigen und linksgängigen Stellschrauben 44 kann

24, Fig. 1 und 2, von der Stelleinrichtung 26, 27 aus ₄₀ die Walzenhalterung auf einem Träger ruhen, so daß

gedreht. Die Keilnutvcrbindung 23, 25 ist so gestal- die Höhe e, F i g. 6, der Walzlinie unverändert bleibt,

tet, daß das Stellschraubengetriebe 28 und die Mut- unabhängig von der Spieleinstellung zwischen den

tern 22 sich frei einstellen und die Winkelstellungen Walzen. Das ist wichtig für fortlaufend arbeitende

einnehmen können, die durch das Biegen der Walzen Walzwerke für Stahlstangen und -bänder, bei denen (f^v

bei sich ändernden Walzdrucken, wie übertrieben in 45 das zu walzende Material auf einem exakt geraden ^'

F i g. 1 dargestellt ist, erforderlich werden. Weg zwischen den Walzcnpaaren laufen muß, unab-

F ig. 1 zeigt eine ölablaßbohrung Ae, und Fig. 2 hängig von Stauchungen oder Abflachungen,

zeigt eine öldichtung 21 zwischen den Gewinden der F i g. 7 zeigt eine Walzenhalterung in einem aus

Mutter 22 und der Stellschraube 15, wodurch ermög- drei Walzen 7,8 und 9 bestehenden Trio-Walzgerüst

licht wird, durch ölumlauf eine vollständige Schmie- ₅₀ mit einer drehbaren Stellschraube 68, die mit einem

rung der Gewinde aufrechtzuerhalten. Eine öffnung Kopf 61 verschen ist, der sphärische Auflageflächen

für den Einbau der Mutter 22 und der Scheibe wird aufweist, die über die Scheiben 60 und 67 den WaI-

durch den Deckel verschlossen. zendruck übertragen und die obere Walze 9 anheben

Die Scheiben 13, 19 in Fig. 2 können auch durch können. Die Lagergehäuse sind mit 7a, 8a und 9a

Verschraubung in der Verlängerung 1 d, 4 d befestigt ₅₅ bezeichnet.

werden, wie in F i g. 4 dargestellt ist, in der die Stell- Die Stellschraube 68 wird in dem Lagergehäuse schrauben zur Einstellung des Walzenspiels drehbar g_ö durch einen eingeschraubten Ring bzw. eine sind. Bei dieser Ausführungsform haben die Stell- Scheibe 62 festgelegt, der mit einer sphärischen Aufschrauben 68 jeweils einen Kopf 61, der in dem Ver- lageflächc gegen den Kopf 61 der Stellschraube liegt, längerungsstück 1 d des Stützwalzen-Lagcrgehäuses 60 Die Mutter 65 wird durch Keile 66 an der Drehung durch eine Scheibe 62 festgelegt ist, die zur sphäri- gehindert; sie ist in dem Lagergehäuse 9a durch sehen Flächenabstützung gegen den Kopf 61 der einen eingeschraubten Ring bzw. Scheibe 64 festge-Stcllschraube eingeschraubt ist. Falls erwünscht. legt, der eine sphärische Auflagefläche mit der Mutkann der Kopf 61 sich an seinem unteren Ende auf tcr 65 hat. Das obere Lagergehäuse la wird durch eine Scheibe 60 in dem Slülzwalzcn-Lagcrgehäuse 65 Abstützunii gegen die Scheibe 67 gehoben. Dichtunstützcn, so dal¹, die obere Stützwalze 4 angehoben ge- g_{cn 63} verhindern, daß Wasser und Schmutz zwili;;!ien wird. sehen die Stützflächen gelangen kann.

Die Müller 65 wird durch ulcicliarliuc Scheiben (Λ y_um Stellschraubengetriebe 70. 71 hin ist eine gc-

eignete, winkelbewegliche Kupplung 69 vorgesehen, die ermöglicht, daß die Stellschrauben sich in ihren Winkelstellungen so gegeneinander neigen, wie es im Hinblick auf die Biegung und die axiale Lage der Walzen erforderlich ist.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Walzenhalterung für starre Walzenlager, wie zylindrische Gleitlager und Vielreihen-Rollenlager, mit die Lagergehäuse der Walzen durchsetzenden, auf Zug beanspruchten Stellschrauben, deren Köpfe geformte Auflageflachen aufweisen und die winkelbeweglich gegenüber den Lagergehäusen der Stützwalzen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageflächen der Muttern (12, 22, 42, 65) oder Köpfe (61) der Stellschrauben (15, 44, 68), wie bekannt, sphärisch gestaltet sind und sich an Gegenflächen von in die Walzenlagergehäuse (la, 4 a bis 9a) eingeschrumpften oder eingeschraubten Scheiben (13, 19, 43, 64, 67) abstützen.

2. Walzenhalterung nach Anspruch 1 mit Stützwalzen-Lagergehäusen, die verlängert sind und die Lagergehäuse der Arbeitswalzen umschließen und führen, dadurch gekennzeichnet, daß kurze, ziehende Stellschrauben (15) in den Stützwalzen-Lagergehäusen (la, Aa) angeordnet sind, die den Walzdruck unmittelbar von dem verlängerten Abschnitt (1 d) des einen Stützwalzen-Lagergehäuses (la) auf den verlängerten Abschnitt (4 d) des anderen Stützwalzen-Lagergehäuses (4 a) übertragen, und daß die sphärischen Gegenflächen für die Muttern bzw. Köpfe der Stellschrauben in den verlängerten Abschnitten der Stützwalzen-Lagergehäuse liegen.