[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum axialen Verschieben von Walzen
im Gerüst eines Walzwerkes, insbesondere der Arbeitswalzen eines Warm- oder Kaltwalzwerkes,
wobei die Walzen an ihren vorzugsweise als Lagerzapfen ausgebildeten Enden in Radiallagern
gelagert und an einem Ende zusätzlich mit einem Axiallager versehen sind, über das
ein Verschiebesystem, vorzugsweise ein hydraulisches Drucksystem an der Walze angreift.
[0002] Um die im Betrieb eines Walzwerkes unerwünschten und nachteiligen Einflüsse wie Thermik,
Durchbiegung der Arbeitswalzen oder des Walzensatzes, Verschleiß, Riefenbildung an
den Walzenoberflächen etc. auszugleichen bzw. auszuschalten und ein optimal geformtes
Walzprodukt zu erreichen, sind axiale Verschiebungen der Walzen, insbesondere der
Arbeitswalzen erforderlich. Man hat daher, wie beispielsweise der DE-OS 35 21 180
zu entnehmen ist, eine Vorrichtung zum axialen Verschieben von Walzen in Walzgerüsten
konzipiert, bei der die Walzen über ihre Radial- und Axiallager in besonderen Einbaustücken
gehalten sind, die ihrerseits über in den Walzständern des Walzgerüstes angeordneten
Gleitführungen und Schiebeschlitten gleitend geführt sind. Zum axialen Verschieben
der Walzen sind an den Einbaustücken hydraulische Kolben-Zylinderaggregate angelenkt,
die außen am Walzgerüst befestigt sind.
[0003] Da bei dieser bekannten Vorrichtung die axiale Verschiebung der Walzen in sogenannten
Gleitbahnen erfolgt, müssen aufgrund der hierbei auftretenden Gleitreibung von den
hydraulischen Kolben-Zylinderaggregaten zusätzliche und verhältnismäßig hohe Axialkräfte
aufgebracht werden, was mit erhöhtem Energie- und Kostenaufwand verbunden ist. Ferner
ist diese bekannte Verschiebevorrichtung von Walzen im konstruktiven Aufbau kompliziert
und aufgrund der am Walzengerüst außen angeordneten und nach außen weit vorstehenden
hydraulischen sowie mechanischen Verschiebeelemente schwer zugänglich und entsprechend
schwierig zu warten.
[0004] Ferner ist aus der US-PS 4 491 005 eine Vorrichtung zum axialen Verschieben der Arbeitswalzen
im Gerüst eines Walzwerkes bekannt, bei der die Walzen mit ihren Lagern über in Gleitbahnen
geführten Einbaustücken axial beweglich angeordnet sind. Da beim axialen Verschieben
der Walzen auch hierbei die Reibungswiderstände in den Gleitbahnen von den ebenfalls
außen am Walzgerüst angeordneten hydraulischen Verschiebeaggregaten durch erhöhten
Energieaufwand überwunden werden müssen, ist auch dieses bekannte Walzen-Verschiebesystem
mit denselben Nachteilen behaftet, wie die aus der DE-OS 35 21 180 bekannte Walzen-Verschiebevorrichtung.
[0005] Ausgehend von diesen bekannten Vorrichtungen besteht die Aufgabe der Erfindung darin,
eine Vorrichtung zum axialen Verschieben von Walzen in einem Gerüst eines Walzwerkes
zu schaffen, die frei von diesen oben angeführten bekannten Nachteilen ist und sich
besonders durch ihren sehr einfachen konstruktiven Aufbau auszeichnet.
[0006] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der innere am Lagerzapfen der Walze befestigte
Lagerring des als Wälzlager ausgebildeten Radiallagers gegenüber dem äußeren Lagerring
des Radiallagers oder umgekehrt axialbeweglich angeordnet ist. Dabei können vorteilhaft
beliebige bekannte Verschiebesysteme eingesetzt werden.
[0007] Dadurch, daß der innere am Lagerzapfen der Walze befestigte Lagerring des als Wälzlager
ausgebildeten Radiallagers gemäß der Erfindung gegenüber dem äußeren Lagerring axialbeweglich
angeordnet ist, tritt beim axialen Verschieben der Walze praktisch keine Gleitreibung
auf, da die axiale Bewegung des inneren Lagerringes gegenüber dem äußeren Lagerring
von den zwischen den Lagerringen befindlichen Lagerkörpern durch ihre Abrollbewegungen
kompensiert wird. Es kommt somit bei der axialen Verschiebung der Walze allenfalls
zu einer geringen Lagerrollenreibung in den Radiallagern der Walze, deren Überwindung
jedoch kaum nennenswerte Axialkräfte erfordern. Die vom Verschiebesystem aufzubringenden
Axialkräfte zum axialen Verschieben der Walze können daher im Vergleich zu den bisher
bekannten Walzenverschiebeeinrichtungen niedriger gehalten und dadurch Energie und
Kosten eingespart werden.
[0008] In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Verschiebesystem als hydraulisches
Drucksystem im Axiallager integriert, wodurch ein im konstruktiven Aufbau einfaches,
besonders kompaktes und nach außen geschlossenes Walzenverschiebesystem vorgestellt
wird, das nicht nur leichter zugänglich und wartungsfreundlicher ist als die bisher
bekannten Walzenverschiebevorrichtungen, sondern diesen gegenüber auch dynamisch schneller
und in seiner Funktionsweise sicherer ist.
[0009] Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht das im Axiallager
integrierte hydraulische Drucksystem aus einer doppeltwirkenden Kolben-Zylindereinheit,
wobei der äußere Lagerring des Axiallagers als Kolben und das ihn umgebende Lagergehäuse
als Zylinder ausgebildet ist. Durch diese Ausbildung und Anordnung des hydraulischen
Drucksystems im Axiallager wird in besonders einfacher Weise eine unmittelbare, direkte
und nahezu reibungslose Übertragung der vom Drucksystem ausgehenden, in axialer Richtung
wirkenden Druckkräfte auf die Walze erreicht.
[0010] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind der als Kolben ausgebildete äußere Lagerring
und das als Zylinder ausgebildete Lagergehäuse des Axiallagers mehrteilig ausgebildet.
Auf diese Weise wird die Wartung sowie das Auswechseln des Lagers oder des hydraulischen
Drucksystems oder von Teilen davon erheblich erleichtert.
[0011] Um die im Betrieb des Walzwerkes von den Walzen ausgehenden, auf die Radiallager
häufig mit stark schwankender Intensität wirkenden Druckbelastungen von den Radiallagern
sicher und dauerhaft aufnehmen zu können, sind die Radiallager nach einer weiteren
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung mit mehreren, in Reihen in Achsrichtung
mit Abstand voneinander angeordneten Lagerkörpern ausgestattet. Es ist hierbei auch
besonders zweckmäßig als Zylinderrollenlager oder als Nadellager ausgebildete Radiallager
einzusetzen.
[0012] Die Vorrichtung zum axialen Verschieben von Walzen im Gerüst eines Walzwerkes gemäß
der Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten
Ausführungsbeispieles näher erläutert.
[0013] Die Zeichnung zeigt ein Teilstück einer Walze (1) eines Walzwerkes mit einem am linken
Ende stufenförmig verjüngt ausgebildeten Lagerzapfen (2), der in einem im Längsschnitt
dargestellten Radiallager (3) und einem Axiallager (4) gelagert ist. Das in der Zeichnung
nicht näher dargestellte rechte Ende der Walze (1) ist mit einem einstufig ausgebildeten
Lagerzapfen versehen, der in einem ebenso ausgebildetem Radiallager gelagert ist,
wie das Radiallager (3).
[0014] Diese Radiallager (3) bestehen aus einem inneren, am Lagerzapfen (2) befestigten,
verhältnismäßig lang ausgebildeten Lagerring (5) und zwei äußeren, im Gerüst (6) des
Walzwerkes angeordneten Lagerringen (7, 8) sowie aus den dazwischenliegenden, in vier
Reihen mit Abstand nebeneinander angeordneten Lagerkörpern (9). Diese erfindungsgemäße
Ausbildung der Radiallager (3) ermöglicht sehr vorteilhaft eine axiale Verschiebung
(Pfeile 10) der Walze (1) zusammen mit dem inneren Lagerring (5) gegenüber dem äußeren,
aus zwei Teilen bestehenden Lagerring (7, 8), ohne daß es dabei zu den unerwünscht
nachteiligen, energieverbrauchenden Gleitreibungen zwischen den Lagerringen (5) und
(7, 8) kommt, da die axiale Bewegung des inneren Lagerringes (5) gegenüber dem äußeren
Lagerring (7, 8) von den Lagerkörpern (9) aufgenommen und in eine Rollbewegung von
sehr geringer Reibung umgewandelt wird. Die Radiallager (3) sind hierbei zweckmäßigerweise
als Zylinderrollenlager ausgebildet, um die im Betrieb des Walzwerkes an den Walzen
auftretenden hohen Belastungen sicher aufnehmen und kompensieren zu können. Als Radiallager
können selbstverständlich auch andere Wälzlager wie Nadellager, Tonnenlager etc. in
ein- oder mehrreihiger Anordnung nebeneinander mit Vorteil eingesetzt werden.
[0015] Zum axialen Verschieben der Walze (1) im Gerüst (6) des Walzwerkes ist gemäß der
Erfindung das in der Zeichnung ebenfalls im Längsschnitt dargestellte, auf der linken
Seite angeordnete, mit dem abgestuften Lagerzapfen (2) fest verbundene Axiallager
(4) mit integriertem hydraulischen Drucksystem vorgesehen. Dieses Axiallager (4) besteht
aus einem inneren, am Lagerzapfen (2) befestigten Lagerring (11), der gegen axiales
Verschieben auf dem Lagerzapfen (2) durch Stütz- und Halteringe (12, 13, 14, 15) gesichert
ist, sowie aus einem äußeren Lagerring (16) mit dazwischenliegenden Stützringen (17)
und Lagerrollen (18). Der äußere Lagerrollenstützring (17) wird hierbei durch einen
mit dem äußeren Lagerring (16) fest verbundenen Ring (19) mit Flansch in axialer Richtung
abgestützt. Der äußere Lagerring (16) des Axiallagers (4) ist außen mit einem ringförmigen
Fortsatz (20) mit Dichtring (21) versehen, der in einer zylinderförmigen Ausnehmung
(22) des Lagergehäuses (23) axialbeweglich gleitend geführt ist. An der äußeren Stirnseite
des Lagergehäuses (23), das seinerseits am Walzgerüst (6) befestigt ist, ist eine
Ringscheibe (24) mit Dichtring (25) angebracht, die die zylinderförmige Ausnehmung
(22) im Lagergehäuse (23) nach außen druckdicht abschließt. Der äußere Lagerring (16)
mit dem ringförmigen Fortsatz (20) und das Lagergehäuse (23) mit Ringscheibe (24)
bilden zusammen die doppeltwirkende Kolben-Zylindereinheit des hydraulischen Drucksystems,
wobei der ringförmige Fortsatz (20) die Funktion des Kolbens und die Ausnehmung (22)
im Lagergehäuse (23) die Funktion des Zylinders ausübt.
[0016] Im Lagergehäuse (23) sind ferner für die Zufuhr des hydraulischen Druckmediums in
diese doppeltwirkende Kolben-Zylindereinheit Bohrungen (26, 27) angeordnet, die zu
beiden Seiten des zylinderförmigen Fortzsatzes (20) in die Ausnehmung (22) des äußeren
Lagerringes (23) münden. An diese Bohrungen (26, 27) sind außen Druckleitungen (28,
29) angeschlossen, die unter Zwischenschaltung einer Schiebersteuerung (30) mit einem
in der Zeichnung nicht dargestellten Pumpaggregat in Verbindung stehen und über die
die hydraulisch doppelwirkende Kolben-Zylindereinheit mit Druckmedium beaufschlagt
wird und die Walze (1) in axialer Richtung verschiebt. Diese in ihrer Funktionsweise
an sich allgemein bekannte, elektromagnetisch arbeitende Schiebersteuerung (30) ist
über elektrische Leitungen (31, 32) mit einem Weggeber (33) verbunden, der an einem
am Lagergehäuse (23) angeordneten Ringdeckel (34) befestigt ist.
[0017] Mit Hilfe des Weggebers (33) kann sehr vorteilhaft der in der Praxis zwischen etwa
0 und 400 mm liegende axiale Verschiebeweg der Walze (1) leicht überwacht und jederzeit
auch während des Walzbetriebes eingestellt und/oder verstellt werden. Zum Schutz der
Lager, Lagerteile und des hydraulischen Drucksystems vor Staub oder sonstiger Verschmutzung
ist ferner das Lagergehäuse (23) durch einen Stirndeckel (35) nach außen hin dicht
abgeschlossen und zwischen dem Walzenkörper (1) und dem Walzgerüst (6) ist hierfür
eine gummi-elastische Manschette (36) angeordnet.
[0018] Im ürigen kann die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung nicht nur sehr vorteilhaft
zum axialen Verschieben von Arbeitswalzen und Stützwalzen im Gerüst eines Warm- oder
Kaltwalzwerkes eingesetzt werden, sondern auch bei Walzwerken z. B. zum Zerkleinern
von harten Materialien oder dgl.. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung zeichnet sich
besonders durch ihre sehr einfache und kompakte, nach außen geschlossene, leicht zugängliche,
leicht zu montierende oder demontierende und leicht zu wartende Bauweise aus, die
jederzeit auch nachträglich bei bestehenden Walzwerken eingebaut werden kann. Darüber
hinaus kann die Walzen-Verschiebeeinrichtung gemäß der Erfindung sehr vorteilhaft
bei Duo-, Quarto-, Sexto- und Sonderwalzwerken eingesetzt werden.
[0019] Die erfindungsgemäßen Maßnahmen sind nicht auf das in der Zeichnungsfigur dargestellte
Ausführungsbeispiel beschränkt. So können beispielsweise, ohne den Rahmen der Erfindung
zu verlassen, die Radiallager beliebige Form aufweisen, beispielsweise können auch
mehrere Radiallager übereinander liegen. Die jeweilige konstruktive Ausgestaltung
ist in Anpassung an die spezielle Verwendung dem Fachmann anheimgestellt.
1. Vorrichtung zum axialen Verschieben von Walzen im Gerüst eines Walzwerkes, insbesondere
der Arbeitswalzen eines Warm- oder Kaltwalzwerkes, wobei die Walzen an ihren vorzugsweise
als Lagerzapfen ausgebildeten Enden in Radiallagern gelagert und an einem Ende zusätzlich
mit einem Axiallager versehen sind, über das ein Verschiebesystem an der Walze angreift,
dadurch gekennzeichnet, daß der innere am Lagerzapfen (2) der Walze (1) befestigte Lagerring (5) des als
Wälzlager ausgebildeten Radiallagers (3) gegenüber dem äußeren Lagerring (7, 8) des
Radiallagers (3) oder umgekehrt axialbeweglich angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschiebesystem als hydraulisches Drucksystem (16, 20, 22, 23) im Axiallager
(4) integriert ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das im Axiallager (4) integrierte hydraulische Drucksystem (16, 20, 22, 23)
aus einer doppeltwirkenden Kolben-Zylindereinheit (20, 23) besteht, wobei der äußere
Lagerring (16) des Axiallagers (3) als Kolben (20) und das ihn umgebende Lagergehäuse
(23) als Zylinder (22) ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der als Kolben (20) ausgebildete äußere Lagerring (16) und das als Zylinder
(22) ausgebildete Lagergehäuse (23) des Axiallagers (4) mehrteilig ausgebildet sind.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, insbesondere
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Radiallager (3) als Zylinderrollenlager oder Nadellager ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere
nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Radiallager (3) mit mehreren, in Reihen mit Abstand voneinander angeordneten
Lagerkörpern (9) ausgestattet sind.