EP3302836A1 - Walzenanordnung - Google Patents

Walzenanordnung

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EP3302836A1
EP3302836A1 EP16717404.4A EP16717404A EP3302836A1 EP 3302836 A1 EP3302836 A1 EP 3302836A1 EP 16717404 A EP16717404 A EP 16717404A EP 3302836 A1 EP3302836 A1 EP 3302836A1
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EP
European Patent Office
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roll
bearing bush
roller
annular gap
chock
Prior art date
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Granted
Application number
EP16717404.4A
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English (en)
French (fr)
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EP3302836B1 (de
Inventor
Johannes Alken
Ralf Seidel
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SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by SMS Group GmbH filed Critical SMS Group GmbH
Priority to PL16717404T priority Critical patent/PL3302836T3/pl
Publication of EP3302836A1 publication Critical patent/EP3302836A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3302836B1 publication Critical patent/EP3302836B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • B21B31/07—Adaptation of roll neck 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
    • B21B31/07—Adaptation of roll neck bearings
    • B21B31/074—Oil film bearings, e.g. "Morgoil" 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
    • B21B31/07—Adaptation of roll neck bearings
    • B21B31/078—Sealing devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2203/00—Auxiliary arrangements, devices or methods in combination with rolling mills or rolling methods
    • B21B2203/18—Rolls or rollers

Definitions

  • the invention relates to a roller arrangement for rolling rolling in a rolling mill according to the preamble of patent claim 1.
  • a roll neck rotates in a stationary bearing bush, wherein the bearing bush is arranged in a chock.
  • Bearing bush is usually in the range of 1% o of the bearing diameter, d. H. about 1 mm clearance at 1 m bearing diameter, which is why a corresponding annular gap between the roll neck and the bearing bush is formed.
  • Annular gap is typically with lubricants, z. B. oil filled, so that in the
  • Annular gap forms an oil film.
  • EP 1 031 389 B1, EP 1 699 575 B1 and DE 198 31 301 A1 describe sealing devices for rolls in rolling mills.
  • the document DE 31 17 746 A1 describes a hydrodynamic radial bearing.
  • a lubricating film is also referred to below as a lubricating film.
  • Drainage possibility for the lubricant is, inter alia, that the operating temperature of the lubricant and the roll neck, especially at higher speeds increases and therefore expensive cooling systems are required to limit the increase in temperature or to keep uniform. Due to the increase in temperature, the viscosity of the lubricant decreases. Consequently, the lubricant pressure also decreases and it reduces the bearing capacity of the storage. Most are closed Systems integrated check valves to prevent running of the cooling circuit.
  • the object of the invention is a known roller order
  • roller assembly according to the invention should also be easy to install and retrofit in existing systems.
  • support load point which is represented by the angular position A of the narrowest gap (h min ) in the load case between roll neck and chock.
  • A defines a support load point, which is represented by the angular position A of the narrowest gap (h min ) in the load case between roll neck and chock.
  • the roller assembly according to the invention initially, due to the blocking of the side flow of the lubricant by means of the sealing rings, leads to an increase in pressure of the lubricant in the annular gap in the region of the support load point and thus to a load capacity increase or rolling force increase of the roller assembly. At the same time, the thickness of the lubricating film is increased in the region of the support load point and thus the reliability, for example in terms of
  • Drainage channel according to the invention is dimensioned / is that he has a
  • the invention advantageously allows easy retrofitting in
  • a pin bushing is provided for mounting on the roll neck.
  • the pin bushing can advantageously be easily and inexpensively replaced in case of wear.
  • the annular gap is then formed between the bearing bush and the pin bushing.
  • the bearing bush in the flow angle region at least one ball-side drain channel for fluid-conducting connection of the annular gap with a ball-side
  • the two drainage channels advantageously allow a radial and lateral outflow of oil from the annular gap of the bearing bush.
  • Flow angle range extends in the circumferential direction, or it can be provided a plurality of drainage channels, which are arranged on the ball side or on the ballenfernen side in the flow angle range of the bearing bush in the circumferential direction next to each other.
  • the bushing can in the passage angle range on their the
  • the roller of the roller arrangement according to the invention may be a work roll, a support roll or an intermediate roll.
  • FIG. 1 shows the roller assembly according to the invention according to a first
  • FIG. 1 shows the roller assembly according to the invention in a longitudinal section;
  • Figure 2 shows the roller assembly according to the invention in a cross section;
  • 3 shows the roller assembly according to the invention according to a second embodiment;
  • 4 shows the roller assembly according to the invention according to a third
  • FIG. 5 shows the bearing bush according to the invention with different variants for the drainage channels.
  • FIG. 1 shows the roller arrangement 100 according to the invention in accordance with a first exemplary embodiment.
  • the roll arrangement 100 comprises a roll 110 having a roll bale 12 and a roll neck 14.
  • the roll is rotatably mounted in a chock 120, more precisely in a bearing bush 130 which is non-rotatably mounted in the chock.
  • the bearing bush 130 has a receiving opening for receiving the roll neck 1 14, wherein the inner diameter of the receiving opening relative to the
  • Spigot bush 1 16 is formed so larger that between the bearing bush and the roll neck or the journal bush 1 16 an annular gap 180 for receiving a lubricant, typically oil remains; see Figure 2.
  • a sealing ring 140 is arranged for local sealing of the annular gap with respect to a Roller box-side receiving space 160.
  • a further sealing ring 150 is arranged on the roller bale remote end side of the receiving opening for sealing there the annular gap 180 relative to the local there
  • the bearing bush 130 has at least one outflow channel 132 for discharging the lubricant from the annular gap 180 into one of the oil receiving chambers 160, 170.
  • the bearing bush 130 has at least one outflow channel 132 for discharging the lubricant from the annular gap 180 into one of the oil receiving chambers 160, 170.
  • Embodiment is a ball-side drainage channel 132-1 and a
  • ballenferner outflow channel 132-2 provided for discharging oil from the
  • the drainage channels 132-1, 132-2 fluidly connected to the annular gap and the respective Olfactraum 160, 170 are connected.
  • the drainage channels extend by way of example in sections in the radial and axial directions.
  • FIG. 2 shows a cross-section through the roller arrangement according to the invention under the load of the rolling force F, which here by way of example in the direction of FIG.
  • the bearing bush 130 is divided, as seen in the circumferential direction, into a passage angle range ⁇ and a shut-off angle range a, which is understood as the difference between 360 ° and the flow angle range ⁇ .
  • the shut-off angle range ⁇ extends, starting from ⁇ + ⁇ , with -10 ° ⁇ ⁇ + 35 ° counter to the direction of rotation of the roller by a maximum of 270 °.
  • the flow area is defined as the complement angle range to the Absperrwinkel Scheme, ie to 360 ° - the Absperrwinkel Colour a.
  • FIG. 3 shows a second exemplary embodiment of the roller arrangement, more precisely for a possible guidance of the drainage channels 132.
  • the second exemplary embodiment provides that the ball-side and the ball-distal drainage channel 132-1, 132-2 not only - starting from the annular gap 180 - in the radial direction through the bearing bush 130, but from this further through the
  • Figure 4 shows a third embodiment of the inventive arrangement, in particular for a possible guidance of the drainage channels.
  • the bearing bush 130 has a collecting oil pocket 136 on its inner side facing the roll neck 14, and that the at least one drainage channel 132-1, 132-2 is in fluid-conducting connection with the oil pocket 136.
  • the oil pocket is a local recess on the inside of the bushing and so the oil bag acts as a local volume enlargement of the annular gap; in the area of the collecting oil pocket, the thickness of the annular gap 180 and thus the thickness of the oil film therein is increased.
  • the drainage channels 132, 132-1, 132-2 according to the invention are always formed only in the passage angle range ⁇ , but never in the Absperrwinkel Scheme ⁇ .
  • Figure 5 shows possible arrangements and cross-sectional shapes for the drainage channels.
  • the cross-sectional shapes shown therein, slit-shaped, round or rectangular are to be understood merely as examples;
  • the drainage channels can have any Querterrorismsfornn. It is advantageous if the drainage channels extend in the circumferential direction of the bearing bush, be it slot-shaped, for example, as shown on the left in FIG. 5 or in the form of a plurality of singularly distributed in circumferential direction
  • Drain channels as shown on the right in Figure 5.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Walzenanordnung (100) zum Walzen von Walzgut in einer Walzenanlage. Die Walzenanordnung umfasst eine Walze (110), welche mit ihrem Walzenzapfen (114) in einer Lagerbuchse (130) eines Einbaustücks (120) drehbar gelagert ist. Zwischen der Lagerbuchse und dem Walzenzapfen ist ein Ringspalt (180) zur Aufnahme eines Schmiermittels ausgebildet. Der Ringspalt ist sowohl auf der Ballenseite wie auch auf der ballenfernen Seite des Einbaustücks mit Hilfe von Dichtringen (140, 150) abgedichtet. Um die Tragkraft bzw. die Walzkraft einer Walzenanordnung unter Beibehaltung bzw. Reduzierung ihrer Baugröße zu erhöhen, ohne dass die Walzenanordnung überhitzt, sind erfindungsgemäß in einem Durchflusswinkelbereich (β) der Lagerbuchse (130) Abflusskanäle (132) vorgesehen zum Ableiten des Schmiermittels aus dem Ringspalt (180) in einen Ölaufnahmeraum (160, 170).

Description

Walzenanordnung
Die Erfindung betrifft eine Walzenanordnung zum Walzen von Walzgut in einer Walzanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 .
Stand der Technik
Bei Ölfilmlagern, wie sie in Walzgerüsten für metallisches Walzgut zur Lagerung von Stützwalzen üblicherweise eingesetzt werden, rotiert ein Walzenzapfen in einer stehenden Lagerbuchse, wobei die Lagerbuchse in einem Einbaustück angeordnet ist. Die Durchmesserdifferenz zwischen dem Walzenzapfen und der
Lagerbuchse liegt üblicherweise im Bereich von 1 %o des Lagerdurchmessers, d. h. ca. 1 mm Spiel bei 1 m Lagerdurchmesser, weshalb ein entsprechender Ringspalt zwischen dem Walzenzapfen und der Lagerbuchse ausgebildet ist. Der
Ringspalt ist typischerweise mit -Schmiermittel, z. B. Öl gefüllt, so dass sich im
Ringspalt ein Ölfilm ausbildet.
Wird während des Betriebs des Walzgerüstes eine äußere Kraft, z. B. die
Walzkraft auf die Lagerung aufgebracht, so verschiebt sich zunächst der rotierende Walzenzapfen außermittig zur Lagerbuchse in radialer Richtung entgegen der äußeren Kraftrichtung. Der Ringspalt zwischen dem Walzenzapfen und der Lagerbuchse besitzt dann auf der einen Seite einen minimalen
Querschnitt und genau entgegengesetzt einen maximalen Querschnitt. Das Öl, welches über hydrodynamische Taschen dem Ringspalt zugeführt wird, wird durch die Haftbedingung an der rotierenden Oberfläche des Walzenzapfens in den Bereich des engsten Querschnitts transportiert. Da der Querschnitt des Spaltes bis zur engsten Stelle immer kleiner wird, wird das Öl zur Seite des Lagers herausgepresst. Gleichzeitig steigt dabei aber auch der Druck im Ölfilm, wodurch das Lager in der Lage ist, eine äußere größere Kraft zu tragen. Das Öl, welches zu den beiden Lagerseiten herausgedrückt wird, bezeichnet man üblicherweise als Seitenfluss des Lagers.
Die Druckschriften EP 1 031 389 B1 , EP 1 699 575 B1 und DE 198 31 301 A1 beschreiben Dichtungsvorrichtungen für Walzen in Walzwerken.
Die Druckschrift DE 31 17 746 A1 beschreibt ein hydrodynamisches Radiallager.
In der technischen Dokumentation„OIL-FILM BEARINGS FOR ROLLING-MILLS", Copyright 1967, American Society of Lubrication Engineers (prepared by the Steel Industrie Council of the American Society of Lubrication Engineers) werden hydrostatische Ölfilmlagerungen für Walzen in einem Walzwerk beschrieben.
Der Ölfilm zwischen dem Walzenzapfen und der den Walzenzapfen
aufnehmenden Lagerfläche wird im Folgenden auch als Schmierfilm bezeichnet. Nachteilig bei Systemen ohne Seitenflussreduzierung ist der hohe Seitenfluss des Schmiermittels, selbst wenn dieses nicht zur Kühlung erforderlich ist. Es bedarf eines großen Versorgungsaufwandes und einer großen Peripherie, um genügend Schmiermittel bereitzustellen. Bei geringen Drehzahlen ist eine zusätzliche hydrostatische Unterstützung notwendig, um größere Walzkräfte aufzunehmen; ansonsten ist die Tragfähigkeit des Lagers vergleichsweise eher gering. Die spezifische Baugröße ist zudem je nach geforderter Walzkraft hoch.
Nachteilig bei Systemen mit einem komplett abgedichteten Ringspalt ohne
Abflussmöglichkeit für das Schmiermittel ist u.a., dass die Betriebstemperatur des Schmiermittels und des Walzenzapfens vor allem bei höheren Drehzahlen ansteigt und daher aufwendige Kühlsysteme erforderlich sind, um den Temperaturanstieg zu begrenzen bzw. gleichmäßig zu halten. Durch den Temperaturanstieg sinkt die Viskosität des Schmiermittels. Folglich sinkt auch der Schmiermitteldruck und es reduziert sich die Tragkraft der Lagerung. Meist werden bei den geschlossenen Systemen Rückschlagventile integriert, um ein Leerlaufen des Kühlkreislaufes zu verhindern.
Aufgabe der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine bekannte Walzenordnung
dahingehend weiterzubilden, dass ihre Tragkraft bzw. die Walzkraft unter
Beibehaltung bzw. bei Reduzierung ihrer Baugröße erhöht werden kann, ohne dass die Walzenanordnung überhitzt. Die erfindungsgemäße Walzenanordnung soll zudem montagefreundlich und in bestehenden Anlagen nachrüstbar sein.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
Kennzeichnend für die erfindungsgemäße Walzenanordnung ist, dass die
Lagerbuchse - in Umfangsrichtung gesehen - unterteilt ist in einen
Durchflusswinkelbereich und einen Absperrwinkelbereich; dass die Lagerbuchse in dem Durchlasswinkelbereich mindestens einen Abflusskanal aufweist zum Ableiten des Schmiermittels aus dem Ringspalt in einen Ölaufnahmeraum; dass sich der Durchflusswinkelbereich angrenzend an den Absperrwinkelbereich über einen Winkelbereich von 360° minus Absperrwinkel bereich erstreckt; und dass sich der Absperrwinkelbereich a, ausgehend von Α+γ mit -10°< γ < 25°, entgegen der Drehrichtung der Walze um maximal 270° erstreckt, wobei A einen
Stützlastpunkt definiert, welcher durch die Winkelposition A des engsten Spaltes (hmin) im Lastfall zwischen Walzenzapfen und Einbaustück repräsentiert ist. wobei A einen Stützlastpunkt definiert, welcher durch die Winkelposition A des engsten Spaltes (hmin) im Lastfall zwischen Walzenzapfen und Einbaustück repräsentiert ist.
Die erfindungsgemäße Walzenanordnung führt zunächst, bedingt durch die Absperrung des Seitenflusses des Schmiermittels mit Hilfe der Dichtringe, zu einer Druckerhöhung des Schmiermittels im Ringspalt im Bereich des Stützlastpunktes und somit zu einer Tragkraftsteigerung bzw. Walzkraftsteigerung der Walzenanordnung. Gleichzeitig wird die Dicke des Schmierfilms im Bereich des Stützlastpunktes erhöht und damit die Betriebssicherheit z.B. hinsichtlich
Kantenläufer und in Bezug auf das Anlaufverhalten verbessert. Insbesondere in den vorderen Walzgerüsten einer Walzanlage, in denen aufgrund der relativ geringen Drehzahl nur wenig Wärme im Lager entsteht und daher auch nur wenig Kühlung notwendig ist, kann der Druckaufbau durch das Vorsehen der Dichtringe einfach und vorteilhaft realisiert werden. Mit Hilfe entsprechender Rechenmodelle, basierend auf Langzeiterfahrungen und Versuchen, ist es bereits bei Planung der Walzenanordnung möglich, für eine Lagerbuchse den Absperrbereich und den Durchlassbereich mit den
Abflusskanälen für das Schmiermittel so zu definieren, dass eine gewünschte Tragkraft der Walzenanordnung auch bei höheren Drehzahlen realisierbar wird, ohne dass die Walzenanordnung überhitzt. Baulicher Veränderungen an dem Einbaustück und/oder der Walze bedarf es dazu in der Regel nicht. Mit
zunehmender Größe des Winkels für den Absperrbereich wird der Durchfluss des Schmiermittels aus dem Ringspalt reduziert. Die Verminderung bzw. Drosselung des Seitenflusses des Schmiermittels innerhalb der Lagerung führt
vorteilhafterweise zu einer Steigerung der Tragfähigkeit der Walzenanordnung.
Diese Steigerung der Tragfähigkeit wird vorteilhafterweise erreicht, ohne dass eine Überhitzung der Lagerung zu befürchten wäre. Dies gilt deshalb, weil in dem zu dem Absperrwinkelbereich komplementären Durchflusswinkelbereich der
Lagerbuchse von 360° minus Absperrwinkelbereich der mindestens eine
Abflusskanal erfindungsgemäß so dimensioniert wird/ist, dass er einen
ausreichenden seitlichen Abfluss des Schmiermittels gestattet, der wiederum einen ausreichenden Abtransport von Wärme aus dem Lager gewährleistet. Die Erfindung ermöglicht vorteilhafterweise ein einfaches Nachrüsten in
vorhandene Anlagen. Ohne den Bauraum zu vergrößern kann z.B. im Zuge von Modernisierungsmaßnahmen an bestehenden Walzanlagen die Walzkraft und damit die Leistungsfähigkeit der bestehenden Walzanlage um bis zu 40 % erhöht werden. Bestehende Anlagen können an gestiegene Walzkraftforderungen, z. B. durch die Verarbeitung anderer Materialgüten oder Materialdicken, leicht und kostengünstig umgerüstet werden. Eine bisherige Lagerbuchse kann leicht durch eine erfindungsgemäße Lagerbuchse ausgetauscht werden. Außerdem können der ballenseitige und ballenferne Dichtring an bestehenden Walzenanordnungen nachgerüstet werden. Wenn keine erhöhte Walzkraft gefordert wird, so kann die Walzenanordnung bei Neuanlagen im Vorfeld insgesamt kleiner dimensioniert werden, um dieselbe Tragkraft wie bisher zu gewährleisten. Das spart vor allem Bauraum,
Material kosten und Fertigungszeit. Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist eine Zapfenbuchse zum Aufziehen auf den Walzenzapfen vorgesehen. Die Zapfenbuchse kann im Verschleißfalle vorteilhafterweise leicht und kostengünstig ausgetauscht werden. Der Ringspalt ist dann zwischen der Lagerbuchse und der Zapfenbuchse ausgebildet. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der
Stützlastpunkt A im Lastfall in einem Winkelbereich von φ = +/- 25°, bezogen auf die senkrecht zur Ebene des Walzgutes stehende Mittenachse Y der Walze angeordnet ist. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Lagerbuchse in dem Durchflusswinkelbereich mindestens einen ballenseitigen Abflusskanal zum fluidleitenden Verbinden des Ringspaltes mit einem ballenseitigen
Olaufnahmeraum und mindestens einen ballenfernen Abflusskanal zum
fluidleitenden Verbinden des Ringspaltes mit einem ballenfernen Olaufnahmeraum auf. Die beiden Abflusskanäle ermöglichen vorteilhafterweise einen radialen und seitlichen Abfluss von Öl aus dem Ringspalt der Lagerbuchse. Mit dem abfließenden Öl wird mehr Wärme aus dem Ringspalt abgeführt als über einen ohnehin vorhandenen Sammel-Rücklauf in dem Einbaustück, und so wird eine Überhitzung des Ringspaltes bzw. insbesondere der Zapfenbuchse und des Walzenzapfens auch bei erhöhter Traglast sicher verhindert werden.
Die insbesondere radialen Abflusskanäle sind vorteilhafterweise in dem
Umfangswinkelbereich der Zapfenbuchse in Umfangsrichtung verteilt angeordnet bzw. erstrecken sich in Umfangsrichtung. Sie können beispielsweise einen schlitzförmigen Querschnitt aufweisen, welcher sich innerhalb des
Durchflusswinkelbereiches in Umfangsrichtung erstreckt, oder es können eine Mehrzahl von Abflusskanälen vorgesehen sein, welche auf der Ballenseite oder auf der ballenfernen Seite im Durchflusswinkelbereich der Lagerbuchse in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet sind. Die Lagerbuchse kann in dem Durchlasswinkelbereich auf ihrer dem
Walzenzapfen zugewandten Innenseite eine Öltasche aufweisen und der mindestens eine Abflusskanal ist dann vorzugsweise so angeordnet, dass er das Öl aus der Öltasche in den Ölaufnahmeraum abführen kann. Bei der Walze der erfindungsgemäßen Walzenanordnung kann es sich um eine Arbeitswalze, eine Stützwalze oder eine Zwischenwalze handeln.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Der Beschreibung sind fünf Figuren beigefügt, wobei
Figur 1 die erfindungsgemäße Walzenanordnung gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel in einem Längsschnitt; Figur 2 die erfindungsgemäße Walzenanordnung in einem Querschnitt; Figur 3 die erfindungsgemäße Walzenanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; Figur 4 die erfindungsgemäße Walzenanordnung gemäß einem dritten
Ausführungsbeispiel; und
Figur 5 die erfindungsgemäße Lagerbuchse mit verschiedenen Varianten für die Abflusskanäle zeigt.
Die Erfindung wird nachfolgend in Form von verschiedenen
Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die genannten Figuren detailliert beschrieben. In allen Figuren sind gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Walzenanordnung 100 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Walzenanordnung 100 umfasst eine Walze 1 10 mit einem Walzenballen 1 12 und einem Walzenzapfen 1 14. In einem Walzgerüst ist die Walze in einem Einbaustück 120, genauer gesagt in einer drehfest in dem Einbaustück angeordneten Lagerbuchse 130 drehbar gelagert. Die Lagerbuchse 130 weist eine Aufnahmeöffnung zur Aufnahme des Walzenzapfens 1 14 auf, wobei der Innendurchmesser der Aufnahmeöffnung gegenüber dem
Außendurchmesser des Walzenzapfens bzw. der auf diesen aufgesetzten
Zapfenbuchse 1 16 derart größer ausgebildet ist, dass zwischen der Lagerbuchse und dem Walzenzapfen bzw. der Zapfenbuchse 1 16 ein Ringspalt 180 zur Aufnahme eines Schmiermittels, typischerweise Öl verbleibt; siehe Figur 2. An der walzenballenseitigen Stirnseite der Aufnahmeöffnung ist ein Dichtring 140 angeordnet zum dortigen Abdichten des Ringspaltes gegenüber einem walzenballenseitigen Aufnahmeraum 160. Analog ist an der walzenballenfernen Stirnseite der Aufnahmeöffnung ein weiterer Dichtring 150 angeordnet zum dortigen Abdichten des Ringspaltes 180 gegenüber dem dortigen
walzenballenfernen Olaufnahmeraum 170.
Wie in Figur 1 gezeigt, weist die Lagerbuchse 130 mindestens einen Abflusskanal 132 auf, zum Ableiten des Schmiermittels aus dem Ringspalt 180 in einen der Ölaufnahmeräume 160, 170. Bei dem in Figur 1 gezeigten ersten
Ausführungsbeispiel ist ein ballenseitiger Abflusskanal 132-1 sowie ein
ballenferner Abflusskanal 132-2 vorgesehen zum Ableiten von Öl aus dem
Ringspalt 180. Zu diesem Zweck sind die Abflusskanäle 132-1 , 132-2 fluidleitend mit dem Ringspalt und dem jeweiligen Olaufnahmeraum 160, 170 verbunden. Wie in Figur 1 gezeigt, erstrecken sich die Abflusskanäle beispielhaft abschnittsweise in radialer und axialer Richtung.
Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Walzenanordnung unter der Last der Walzkraft F, welche hier beispielhaft in Richtung der
Mittenebene y wirkt. Aufgrund des Zusammenspiels von Aktio und Reaktio der Walzkraft F verschiebt sich der Walzenzapfen 1 14 gegebenenfalls zusammen mit der Zapfenbuchse 1 16 außermittig innerhalb der Lagerbuchse 130, so dass ein asymmetrischer Ringspalt 180 bzw. ein asymmetrischer Ölfilm entsteht. Die minimale Höhe bzw. Dicke hmin nimmt der Ringspalt 180 an der Position des Stützlastpunktes A an. Erfindungsgemäß ist die Lagerbuchse 130 - in Umfangsrichtung gesehen - unterteilt in einen Durchlasswinkelbereich ß und einen Absperrwinkelbereich a, welcher sich als die Differenz zwischen 360° und dem Durchflusswinkelbereich ß versteht. Der Absperrwinkelbereich α erstreckt sich, ausgehend von Α+γ mit - 10° < γ < + 35° entgegen der Drehrichtung der Walze um maximal 270°.
Dementsprechend ist der Durchflussbereich als der Komplementswinkelbereich zu dem Absperrwinkelbereich definiert, also zu 360° - dem Absperrwinkelbereich a. Der Stützlastpunkt A liegt im Lastfall in einem Winkelbereich von φ = +/- 25° bezogen auf die senkrecht zur Ebene des Walzgutes stehende Mittenachse Y der Walze.
Figur 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für die Walzenanordnung, genauer gesagt für eine mögliche Führung der Abflusskanäle 132. Konkret sieht das zweite Ausführungsbeispiel vor, dass der ballenseitige und der ballenferne Abflusskanal 132-1 , 132-2 nicht nur - ausgehend von dem Ringspalt 180 - in radialer Richtung durch die Lagerbuchse 130, sondern von dieser weiter auch durch das
Einbaustück 120 geführt ist, um an dessen Stirnseiten in die jeweiligen
Ölaufnahmeräume 160, 170, vorzugsweise in axialer Richtung auszutreten.
Figur 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Anordnung, insbesondere für eine mögliche Führung der Abflusskanäle. Als Besonderheit ist hier zu erkennen, dass die Lagerbuchse 130 auf ihrer dem Walzenzapfen 1 14 zugewandten Innenseite eine Sammel-Öltasche 136 aufweist und dass der mindestens eine Abflusskanal 132-1 , 132-2 in fluidleitender Verbindung mit der Öltasche 136 steht. Bei der Öltasche handelt es sich um eine lokale Aussparung an der Innenseite der Lagerbuchse und insofern fungiert die Öltasche als lokale volumenmäßige Vergrößerung des Ringspaltes; im Bereich der Sammel-Öltasche ist die Dicke des Ringspaltes 180 und damit die Dicke des darin befindlichen Ölfilms vergrößert. Die Abflusskanäle 132, 132-1 , 132-2 sind erfindungsgemäß immer nur in dem Durchlasswinkelbereich ß, niemals jedoch in dem Absperrwinkelbereich α ausgebildet.
Figur 5 zeigt mögliche Anordnungen und Querschnittformen für die Abflusskanäle. Die dort gezeigten Querschnittsformen, schlitzförmig, rund oder rechteckig sind lediglich beispielhaft zu verstehen; selbstverständlich können die Abflusskanäle jede beliebige Querschnittsfornn aufweisen. Vorteilhaft ist es, wenn sich die Abflusskanäle in Umfangsnchtung der Lagerbuchse erstrecken, sei es beispielsweise schlitzförmig wie links in Figur 5 gezeigt oder in Form einer Mehrzahl von in Umfangsnchtung verteilt angeordneten singulären
Abflusskanälen, wie rechts in Figur 5 gezeigt.
Bezugszeichenliste
100 Walzenanordnung
1 10 Walze
1 12 Walzenballen
1 14 Walzenzapfen
1 16 Zapfenbuchse
120 Einbaustück
130 Lagerbuchse
132 Abzugskanal
132-1 Ballenseitiger Abflusskanal
132-2 Ballenferner Abflusskanal
136 Öltasche
140 Walzenballenseitiger Dichtring
150 Walzenballenferner Dichtring
160 Ballenseitiger Ölaufnahmeraum
170 Ballenferner Ölaufnahmeraum
180 Ringspalt α Absperrwinkelbereich
ß Durchflusswinkelbereich φ Winkelbereich für Stützlastpunkt
A Stützlastpunkt
γ Winkel

Claims

Patentansprüche:
1 . Walzenanordnung (100) zum Walzen von Walzgut in einer Walzanlage, aufweisend:
eine Walze (1 10) mit einem Walzenballen (1 12) und mindestens einem Walzenzapfen (1 14);
ein Einbaustück (120) mit einer drehfest angeordneten Lagerbuchse (130), welche eine Aufnahmeöffnung zur Aufnahme des Walzenzapfens aufweist, wobei der Innendurchmesser der Aufnahmeöffnung gegenüber dem
Außendurchmesser des Walzenzapfens derart größer ausgebildet ist, dass zwischen der Lagerbuchse und dem Walzenzapfen ein Ringspalt (180) zur Aufnahme eines Schmiermittels verbleibt;
einen an der walzenballenseitigen Stirnseite der Aufnahmeöffnung angeordneten Dichtring (140) zum dortigen Abdichten des Ringspaltes; und einen an der walzenballenfernen Stirnseite der Aufnahmeöffnung angeordneten Dichtring (150) zum dortigen Abdichten des Ringspaltes; dadurch gekennzeichnet,
dass die Lagerbuchse (130) - in Umfangsrichtung gesehen - unterteilt ist in einen Durchflusswinkelbereich (ß) und einen Absperrwinkelbereich (a); dass die Lagerbuchse (130) in dem Durchlasswinkelbereich (ß) mindestens einen Abflusskanal (132) aufweist zum Ableiten des Schmiermittels aus dem Ringspalt (180) in einen Ölaufnahmeraum (160, 170);
dass sich der Durchflusswinkelbereich (ß) angrenzend an den
Absperrwinkelbereich (a) über einen Winkelbereich von 360° minus
Absperrwinkelbereich (a) erstreckt; und
dass sich der Absperrwinkelbereich (a), ausgehend von Α+γ mit -10°< γ < 35°, entgegen der Drehrichtung der Walze um maximal 270° erstreckt, wobei A einen Stützlastpunkt definiert, welcher durch die Winkelposition A des engsten Spaltes (hmin) im Lastfall zwischen Walzenzapfen und
Einbaustück repräsentiert ist. Walzenanordnung (100) nach Anspruchl ,
gekennzeichnet durch
eine Zapfenbuchse (1 16), welche drehfest auf den Walzenzapfen (1 14) aufgesetzt ist;
wobei die Aufnahmeöffnung der Lagerbuchse (130) ausgebildet ist zur Aufnahme des Walzenzapfens (1 14) mit der Zapfenbuchse; und
wobei der Ringspalt (180) für das Schmiermittel zwischen der Lagerbuchse (130) und der Zapfenbuchse (1 16) ausgebildet ist.
Walzenanordnung (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Stützlastpunkt (A) im Lastfall in einem Winkelbereich von φ = +1- 25°, bezogen auf die senkrecht zur Ebene des Walzgutes stehende Mittenachse Y der Walze angeordnet ist.
Walzenanordnung (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass es sich bei dem Ölaufnahmeraum um einen ballenseitigen
Ölaufnahmeraum (160) zwischen dem Einbaustück (120) und dem
Walzenballen (1 12) oder um einen ballenfernen Ölaufnahmeraum (170) an dem ballenfernen Ende des Walzenzapfens (1 14) handelt.
Walzenanordnung (100) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Lagerbuchse (130) in dem Durchflusswinkelbereich (ß) mindestens einen ballenseitigen Abflusskanal (132-1 ) zum fluidleitenden Verbinden des Ringspaltes (180) mit dem ballenseitigen Ölaufnahmeraum (160) und mindestens einen ballenfernen Abflusskanal (132-2) zum fluidleitenden Verbinden des Ringspaltes (180) mit dem ballenfernen Ölaufnahmeraum (170) aufweist.
6. Walzenanordnung (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet,
dass der mindestens eine Abflusskanal (132-1 , 132-2) von der
Lagerbuchse (130) durch das Einbaustück (120) geführt ist und von dem Einbaustück aus in einen der Ölaufnahmeräume (160, 170) mündet.
7. Walzenanordnung (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der mindestens eine Abflusskanal (132) einen schlitzförmigen
Querschnitt aufweist, welcher sich innerhalb des Durchflusswinkelbereiches (ß) in Umfangsrichtung erstreckt; und/ oder
dass eine Mehrzahl von Abflusskanälen (132) vorgesehen sind, welche innerhalb des Durchflusswinkelbereiches (ß) in Umfangsrichtung
nebeneinander angeordnet sind.
8. Walzenanordnung (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Lagerbuchse in dem Durchlasswinkelbereich auf ihrer dem
Walzenzapfen zugewandten Innenseite eine Sammel-Öltasche (136) aufweist; und
dass der mindestens eine Abflusskanal (132) in fluidleitender Verbindung mit der Öltasche (136) steht.
9. Walzenanordnung (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass es sich bei der Walze (1 10) um eine Arbeitswalze, eine Stützwalze oder eine Zwischenwalze handelt.
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