DE20203544U1 - bearing arrangement - Google Patents
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Description
ABSKF Schweinfurt, &iacgr;. 3. 2002ABSKF Schweinfurt, March 3, 2002
DE 02 016 DE STP-go.neDE 02 016 DE STP-go.ne
BeschreibungDescription
Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung für ein Einbaustück einer Walzenzapfenlagerung einer Stütz-, Zwischen- oder Arbeitswalze in einem Duo-, Quarto- oder Sextogerüst einer ein- oder mehrgerüstigen Walzstraße, wobei die Lageranordnung sowohl radiale als auch axiale Kräfte überträgt und wobei die Lageranordnung zumindest ein Lager mit Lagerringen aufweist, das zur Übertragung einer axialen Kraft geeignet ist.The invention relates to a bearing arrangement for a chock of a roll neck bearing of a backup, intermediate or work roll in a two-high, four-high or six-high stand of a single- or multi-stand rolling mill, wherein the bearing arrangement transmits both radial and axial forces and wherein the bearing arrangement has at least one bearing with bearing rings which is suitable for transmitting an axial force.
Lageranordnungen der gattungsgemäßen Art werden insbesondere in Walzgerüsten eingebaut, die in Walzwerken zum Einsatz kommen. In der größten Zahl der Fälle kommen dabei als Lageranordnungen für Arbeits- oder Stützwalzen mehrreihige Kegelrollenlager zum Einsatz.Bearing arrangements of this type are installed in particular in rolling stands that are used in rolling mills. In the majority of cases, multi-row tapered roller bearings are used as bearing arrangements for work or backup rolls.
Für die Sicherstellung eines hohen Verfügbarkeitsgrades der Walzstraße ist es vorteilhaft, die Belastungen auf die Walzenzapfenlager während des Walzbetriebs zu erfassen und auszuwerten. Dadurch können Betriebszustände vermieden werden, die die Gebrauchsdauer der Lager verringern und außerdem Informationen über den Walzprozess gewonnen werden, um den Walzbetrieb zu optimieren und so eine hohe Produktqualität sicherzustellen.To ensure a high level of availability of the rolling mill, it is advantageous to record and evaluate the loads on the roll neck bearings during rolling operations. This makes it possible to avoid operating conditions that reduce the service life of the bearings and also to obtain information about the rolling process in order to optimize rolling operations and thus ensure high product quality.
Aus der EP 1 147 830 &Agr;2 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen einer Lageranordnung zu diesem Zweck bekannt. In die Lageranordnung zur Lagerung der Walzen in einem Walzwerk sind Sensoren integriert, die Prozessparameter ermitteln; nach Übertragung der gemessenen Werte in eine zentrale Überwachungsanlage kann rechtzeitig vor dem Lagerausfall erkannt werden, dass eine Schädigung des Lagers vorliegt. Damit können rechtzeitig Warnings- bzw. Auswechselarbeiten eingeleitet werden.A method and a device for monitoring a bearing arrangement for this purpose are known from EP 1 147 830 �Agr;2. Sensors that determine process parameters are integrated into the bearing arrangement for supporting the rolls in a rolling mill; after the measured values have been transmitted to a central monitoring system, it can be recognized in good time before the bearing fails that there is damage to the bearing. This means that warnings or replacement work can be initiated in good time.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine Ermittlung der Lagerkräfte, insbesondere der axialen Lagerkräfte, in besonders einfacher und prozeßsicherer Weise möglich ist. Die zum Einsatz kommenden Lager sollen in einfacher Weise mit der Möglichkeit zur Kraftmessung ausgerüstet werden können. Weiterhin soll die Lagerkraftmessung auch unter rauhen Umweltbedingungen erfolgen können, die zumeist in Walzwerken anzutreffen sind.The invention is based on the object of developing a bearing arrangement of the type mentioned at the beginning in such a way that the bearing forces, in particular the axial bearing forces, can be determined in a particularly simple and reliable manner. The bearings used should be able to be equipped with the option of force measurement in a simple manner. Furthermore, the bearing force measurement should also be possible under harsh environmental conditions, which are mostly found in rolling mills.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das die axiale Kraft übertragende Lager mindestens ein Messelement aufweist, das zur Messung der axialen Lagerkraft geeignet ist, wobei das Messelement in einer Nut in einem der Lagerringe angeordnet ist, wobei das Messelement ringförmig ausgebildet ist und konzentrisch zum Lagerring angeordnet ist und wobei das Messelement im Radialschnitt U-förmig ausgebildet ist.The solution to this problem by the invention is characterized in that the bearing transmitting the axial force has at least one measuring element which is suitable for measuring the axial bearing force, wherein the measuring element is arranged in a groove in one of the bearing rings, wherein the measuring element is annular and arranged concentrically to the bearing ring and wherein the measuring element is U-shaped in radial section.
Mit dieser Ausgestaltung ergibt sich eine besonders einfache Möglichkeit, das Lager für die Walzenzapfenlagerung in einem Walzgerüst mit der Möglichkeit auszustatten, zuverlässig und robust die Lagerkraft zu messen.This design provides a particularly simple way of equipping the bearing for the roll neck bearing in a rolling stand with the option of measuring the bearing force reliably and robustly.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass sich der Verbindungsschenkel des U-fÖrmigen Abschnitts des Messelements in Achsrichtung des Lagers erstreckt. Dabei kann der U-formige Abschnitt des Messelements zur Lagermitte hin geöffnet sein; die seitlichen Schenkel des "U" zeigen dann also in Richtung zur Lagerachse.Preferably, the connecting leg of the U-shaped section of the measuring element extends in the axial direction of the bearing. The U-shaped section of the measuring element can be open towards the center of the bearing; the side legs of the "U" then point in the direction of the bearing axis.
Mit Vorteil sind am Messelement mindestens zwei, vorzugsweise mindestens vier, Dehnmeßstreifen angeordnet, um die auf das Messelement wirkende Kraft erfassen zu können. Die Dehnmeßstreifen sind dabei bevorzugt in Brückenschaltungen angeordnet. Besonders bevorzugt sind über den Umfang des Messelements gleichmäßig verteilt 32 Dehnmeßstreifen angeordnet. Die Dehnmeßstreifen sind vorteilhafterweise im Bereich des Verbindungsschenkels des U-fÖrmigen Abschnitts angeordnet. In diesem Falle ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Dehnmeßstreifen an der inneren Seite des U-förmigen Abschnitts angeordnet sind.Advantageously, at least two, preferably at least four, strain gauges are arranged on the measuring element in order to be able to record the force acting on the measuring element. The strain gauges are preferably arranged in bridge circuits. Particularly preferably, 32 strain gauges are arranged evenly distributed over the circumference of the measuring element. The strain gauges are advantageously arranged in the area of the connecting leg of the U-shaped section. In this case, it is particularly preferred that the strain gauges are arranged on the inner side of the U-shaped section.
Damit eine zuverlässige Krafterfassung erfolgen kann, ist die Breite des Messelements bevorzugt geringfügig größer als die Breite der Nut, in der das Messelement platziert ist.In order to ensure reliable force detection, the width of the measuring element is preferably slightly larger than the width of the groove in which the measuring element is placed.
Das Messelement kann mit einem Signal-Übertragungselement in Verbmdung stehen, das zur drahtlosen Signalübertragung geeignet ist.The measuring element can be connected to a signal transmission element that is suitable for wireless signal transmission.
Weiterbildungsgemäß kann die Lageranordnung mit zwei Messelementen ausgestattet sein, die jeweils an den beiden Stirnseiten der Lagerringe angeordnet sind.According to a further development, the bearing arrangement can be equipped with two measuring elements, each arranged on the two end faces of the bearing rings.
Schließlich kann auch vorgesehen werden, dass das Lager eine integrierte Dichtung aufweist, wobei die Breite der Dichtung im wesentlichen der Breite des Messelements entspricht.Finally, it can also be provided that the bearing has an integrated seal, the width of the seal essentially corresponding to the width of the measuring element.
In der Zeichnung ist ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:An embodiment of the invention is shown in the drawing. It shows:
Figur 1 schematisch eine Lageranordnung mit einem mehrreihigen Kegelrollenlager, wobei im Bereich der Stirnseiten der Lageranordnung zwei Messelemente angeordnet sind undFigure 1 shows schematically a bearing arrangement with a multi-row tapered roller bearing, with two measuring elements arranged in the area of the front sides of the bearing arrangement and
Figur 2 den vergrößerten Ausschnitt oben links aus Figur 1.Figure 2 shows the enlarged section top left of Figure 1.
In Figur 1 ist eine Lageranordnung 1 zu sehen, die ein mehrreihiges Kegelrollenlager aufweist. Zwei der Lager sind mit den Bezugsziffern 2 und 3 bezeichnet. Sie haben jeweils Lageraußenringe 4 und 5.Figure 1 shows a bearing arrangement 1 which has a multi-row tapered roller bearing. Two of the bearings are designated with the reference numbers 2 and 3. They each have bearing outer rings 4 and 5.
Die Lageranordnung 1 ist zur Erfassung der axialen Lagerkraft mit Messelementen 6 und 7 ausgestattet. Diese sind in Nuten 8 angeordnet, die im Bereich der Stirnseiten 13 und 14 der Lageranordnung 1 und dort im radial äußeren Bereich eingebracht sind.The bearing arrangement 1 is equipped with measuring elements 6 and 7 for detecting the axial bearing force. These are arranged in grooves 8 which are located in the area of the end faces 13 and 14 of the bearing arrangement 1 and there in the radially outer area.
Das Messelement 6 bzw. 7 ist ringförmig ausgebildet und in die Nut 8 eingesetzt. Wie am besten in Figur 2 gesehen werden kann, weist das Messelement 6, 7 im Schnitt eine U-fÖrmige Gestalt auf. Dargestellt ist der Verbindungsschenkel 9, an den sich zwei Schenkel 16 und 17 anschließen. Der Verbindungsschenkel 9 erstreckt sich dabei in Achsrichtung A. Die Schenkel 16 bzw. 17 sind zur Lagermitte M hin ausgerichtet; das "U" ist also zur Lagermitte hin geöffnet.The measuring element 6 or 7 is ring-shaped and inserted into the groove 8. As can best be seen in Figure 2, the measuring element 6, 7 has a U-shaped configuration in section. The connecting leg 9 is shown, to which two legs 16 and 17 are connected. The connecting leg 9 extends in the axial direction A. The legs 16 and 17 are aligned towards the bearing center M; the "U" is therefore open towards the bearing center.
An der inneren Seite 11 des Verbindungsschenkels 9 sind Dehnmeßstreifen 10 angeordnet. Bevorzugt sind (was in der Figur nicht gesehen werden kann) insgesamt sechzehn Dehnmeßstreifen über den Umfang des Verbindungsschenkels 9 angeordnet. Die Dehnmeßstreifen sind dabei in üblicher Brückenschaltung geschaltet, so dass bei Beaufschlagung des Messelements 6, 7 mit einer äußeren Kraft diese auf elektrischem Wege gemessen werden kann. Damit eine reproduzierbare Kraftmessung erfolgen kann, ist die Breite B des Messelements 6, 7 geringfügig größer ausgebildet als die Breite b der Nut 8, in der sich das Messelement 6, 7 befindet.Strain gauges 10 are arranged on the inner side 11 of the connecting leg 9. Preferably (which cannot be seen in the figure) a total of sixteen strain gauges are arranged over the circumference of the connecting leg 9. The strain gauges are connected in a conventional bridge circuit so that when the measuring element 6, 7 is subjected to an external force, this can be measured electrically. In order to enable a reproducible force measurement, the width B of the measuring element 6, 7 is slightly larger than the width b of the groove 8 in which the measuring element 6, 7 is located.
Radial außenliegend ist am Messelement 6,7 ein Signal-Übertragungselement 12 angeordnet. Dieses kann in geeigneter Weise mit einer Datenerfassungsstation (nicht dargestellt) kommunizieren, beispielsweise durch Datenübertragung per Funk oder per Kabel.A signal transmission element 12 is arranged radially on the outside of the measuring element 6,7. This can communicate in a suitable manner with a data acquisition station (not shown), for example by data transmission via radio or cable.
Bevorzugt ist die Lageranordnung 1 mit Dichtungen 15 versehen, deren axiale Erstreckung etwa derjenigen des Messelements 6, 7 entspricht.Preferably, the bearing arrangement 1 is provided with seals 15 whose axial extension corresponds approximately to that of the measuring element 6, 7.
Über die (nicht dargestellten) Deckel des Einbaustücks der Walzenzapfenlagerung werden die Außenringe 4, 5 der Lageranordnung 1 axial vorgespannt. Durch eine äußere Axialkraft im Betrieb verändert sich die Anpresskraft auf das Messelement 6, 7. Diese Veränderung lässt eine Aussage über die tatsächlich wirkende äußere Axialkraft zu, mit der die Lageranordnung beaufschlagt wird.The outer rings 4, 5 of the bearing arrangement 1 are axially preloaded via the (not shown) cover of the chock of the roll neck bearing. An external axial force during operation changes the contact pressure on the measuring element 6, 7. This change allows a statement to be made about the actual external axial force that is applied to the bearing arrangement.
Die Übertragung des Messsignals nach außen erfolgt - wie bereits erwähnt entweder mit Kabel, kapazitiv oder beispielsweise mit einer Transformatorkupplung. Die Anordnung des Signal-Übertragungselements 12 kann nicht nur so erfolgen, wie es in den Figuren dargestellt ist; dieThe transmission of the measuring signal to the outside takes place - as already mentioned - either with a cable, capacitively or, for example, with a transformer coupling. The arrangement of the signal transmission element 12 can not only be as shown in the figures; the
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Übertragungselemente können auch an der Stirnseite der Lageranordnung positioniert werden.Transmission elements can also be positioned on the front side of the bearing arrangement.
Mit der vorgeschlagenen Ausgestaltung einer Lageranordnung ist es möglich, eine präzise Erfassung der insbesondere axialen Lagerkräfte durchzufuhren, die auf die Lageranordnung während des Walzvorgangs wirken. Durch Auswertung der erfassten Kräfte ist es möglich, rechtzeitig auf bevorstehende Lagerschäden zu reagieren, so dass ein ungeplanter Stillstand des Walzwerks vermieden werden kann. Eine Überdimensionierung des Lagers bzw. ein zu häufiger Lagerwechsel, wie es häufig beobachtet wird, ist damit nicht erforderlich, so dass die Wirtschaftlichkeit des Walzwerks steigt. Die Gebrauchsdauer der Lageranordnungen kann also optimiert werden, und es ist möglich, längere Instandsetzungsintervalle zu erreichen. Insbesondere kann die Anzahl der ungeplanten Stillstände des Walzwerks vermindert werden.The proposed design of a bearing arrangement makes it possible to precisely record the bearing forces, particularly the axial ones, that act on the bearing arrangement during the rolling process. By evaluating the recorded forces, it is possible to react in good time to impending bearing damage, so that an unplanned downtime of the rolling mill can be avoided. Over-dimensioning the bearing or changing bearings too frequently, as is often observed, is therefore not necessary, so that the economic efficiency of the rolling mill increases. The service life of the bearing arrangements can therefore be optimized, and it is possible to achieve longer repair intervals. In particular, the number of unplanned downtimes of the rolling mill can be reduced.
ABSKFABSKF
Schweinfurt, 1. 3. 2002 DE 02 016 DE STP-go.neSchweinfurt, March 1, 2002 DE 02 016 DE STP-go.ne
Claims (12)
dass das die axiale Kraft übertragende Lager (2, 3) mindestens ein Messelement (6, 7) aufweist, das zur Messung der axialen Lagerkraft geeignet ist,
wobei das Messelement (6, 7) in einer Nut (8) in einem der Lagerringe (4, 5) angeordnet ist,
wobei das Messelement (6, 7) ringförmig ausgebildet ist und konzentrisch zum Lagering (4, 5) angeordnet ist und wobei das Messelement (6, 7) im Radialschnitt U-förmig ausgebildet ist. 1. Bearing arrangement ( 1 ) for a chock of a roll neck bearing of a backup, intermediate or working roll in a two-, four- or six-high stand of a single- or multi-stand rolling mill, wherein the bearing arrangement ( 1 ) transmits both radial and axial forces and wherein the bearing arrangement ( 1 ) has at least one bearing ( 2 , 3 ) with bearing rings ( 4 , 5 ) which is suitable for transmitting an axial force, characterized in that
that the bearing ( 2 , 3 ) transmitting the axial force has at least one measuring element ( 6 , 7 ) which is suitable for measuring the axial bearing force,
wherein the measuring element ( 6 , 7 ) is arranged in a groove ( 8 ) in one of the bearing rings ( 4 , 5 ),
wherein the measuring element ( 6 , 7 ) is annular and is arranged concentrically to the bearing ring ( 4 , 5 ) and wherein the measuring element ( 6 , 7 ) is U-shaped in radial section.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE20203544U DE20203544U1 (en) | 2002-03-05 | 2002-03-05 | bearing arrangement |
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|---|---|
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| DE20203544U Expired - Lifetime DE20203544U1 (en) | 2002-03-05 | 2002-03-05 | bearing arrangement |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE20203544U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2679846A3 (en) * | 2012-06-26 | 2018-02-28 | Aktiebolaget SKF | Roller bearing unit and measuring unit |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1147830A2 (en) | 2000-04-19 | 2001-10-24 | Skf Gmbh | Method and device for monitoring a bearing arrangement |
-
2002
- 2002-03-05 DE DE20203544U patent/DE20203544U1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1147830A2 (en) | 2000-04-19 | 2001-10-24 | Skf Gmbh | Method and device for monitoring a bearing arrangement |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 20020718 |
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Effective date: 20080603 |
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| R158 | Lapse of ip right after 8 years |
Effective date: 20101001 |