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Dokumentenidentifikation DE4442568B4 26.08.2004
Titel Breitenverstellbare Horizontalwalze für ein Universalwalzgerüst
Anmelder SMS Demag AG, 40237 Düsseldorf, DE
Erfinder Minnerop, Michael, Dipl.-Ing., 40625 Düsseldorf, DE;
Svagr, Alexander, Dipl.-Ing., 41844 Wegberg, DE
Vertreter Patentanwälte Valentin, Gihske, Grosse, 57072 Siegen
DE-Anmeldedatum 30.11.1994
DE-Aktenzeichen 4442568
Offenlegungstag 05.06.1996
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 26.08.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.08.2004
IPC-Hauptklasse B21B 27/02
IPC-Nebenklasse F16C 13/00   B29C 43/46   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine breiteneinstellbare Horizontalwalze für ein Universalgerüst mit den im Oberbegriff von Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Eine solche Horizontalwalze ist durch die US 5 152 164 bekanntgeworden. Weitere breiteneinstellbare Horizontalwalzen sind aus der JP 05 000 308 A und EP 0 509 136 A1 bekannt, wobei sich der letztgenannten Druckschrift Mittel zur gemeinsamen axialen Ausrichtung entnehmen lassen.

Aus der EP 0 346 880 A2 ist schließlich eine breiteneinstellbare Horizontalwalze bekannt, bei der der bedienungsseitige Walzenkörper einen Walzenballen mit einer seitlichen Wellenhülse aufweist, die in einem Einbaustück gelagert ist. Das freie Ende der Welle ist mit Gewinde ausgebildet und in eine drehbar gelagerte Mutter eingeschraubt, die ihrerseits durch einen Motor mit elektrischem oder hydraulischem Antrieb in Verbindung steht. Die Mutter ist mittels Axiallager in einem mit der Wellenhülse verbundenen Gehäuse axial festgelegt. Auf diese Weise bewirkt eine Drehbewegung der Mutter relativ zum Gewindeende der Welle eine axiale Verschiebung zwischen Welle und Wellenhülse und damit eine Änderung der Walzenballenbreite im Gerüst. Das freie Ende der Wellenhülse bildet einen Hydraulikzylinder und ein abgesetzter Endteil der Welle eine Kolbenstange mit angesetztem Kolben, die nach Art einer Kolben/Zylinder-Einheit zusammenwirken. Nach axialer Einstellung der Walzenballenbreite durch Drehen der Mutter wird der Zylinderraum der Kolben/Zylinder-Einheit mit Druckmedium beaufschlagt. Dadurch ergibt sich zwischen Wellenhülse einerseits und Welle andererseits ein Spannungszustand, der ein Taumeln oder rattern der Horizontalwalze verhindern soll.

Die Lagerung der Wellenhülse im zugeordneten Einbaustück ist mit einem axialen Festlager und die Wellenlagerung der Gegenseite mit einem Loslager mit axialem Spiel ausgebildet. Die Einbaustücke der Walzen sind durch Ankerstangen im Abstand miteinander verbunden und werden durch außerhalb des Gerüstes angesetzte Hebelelemente mit Schraubstangen zur Gerüstmitte eingestellt. Diese Einstellung kann während des laufenden Walzenbetriebes nicht geändert werden. Dies ist ein schwerwiegender Nachteil, insbesondere bei einem Reversiergerüst, weil bei diesem die Einstellung und Nachkorrektur der Walzen, und zwar sowohl der Horizontal-, als auch der Vertikalwalzen, jeweils zwischen zwei Stichen nachjustiert werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße breiteneinstellbare Horizontal-Walze zu schaffen, bei der die Einstellmittel robust, kompakt und umkompliziert sind sowie spielfreie Einstellungen ermöglichen, die ohne zusätzliche Mittel ein Taumeln oder Ratterm der Walze verhindern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Mittel zur Einstellung der Walz-Ballenbreite umfassen:

  • – ein an das freie Ende der Wellenhülse des bedienungsseitigen Walzenkörpers angeschraubtes, gegen die Wellenhülse zu öffnendes Zylindergehäuse mit einem kreisringförmigen, einen Durchtritt für eine Kolbenstange aufweisenden Deckel, mit
  • – zwei zu beiden Seiten eines Kolbens sich erstreckenden Zylinderräumen, wobei
  • – Kolben und Kolbenstange mit dem freien Ende der Welle verbunden sind, und
  • – die Zylinderräume über eine bevorzugte doppelflutige Drehdurchführung mit einer hydraulischen Druckmittelquelle verbunden sind.

Hierdurch lässt sich in einfacher Weise eine Veränderung des Kammermaßes beim gewalzten Doppel-T-Träger durch Verstellung der Walz-Ballenbreite im Gerüst und unter Last eine axiale Einstellung der beiden Walzenballen bezogen auf die senkrechte Gerüstmitte nach rechts oder links, und damit ein Ausgleich von Ungenauigkeiten bzw. Spiel zwischen oberer und unterer Horizontal-Walze bezüglich des Fluchtens der Walzenballen, erreichen.

Ausgestaltungen der breiteneinstellbaren Horizontalwalze sind entsprechend den Merkmalen der Unteransprüche vorgesehen.

Die Erfindung wird in schematischen Zeichnungen in einer bevorzugten Ausführungsform gezeigt, wobei aus den Zeichnungen weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung entnehmbar sind.

Es zeigen:

1 einen Axialschnitt zusammenwirkender oberer und unterer Horizontalwalzen,

2 einen Axialschnitt des bedienungsseitigen Endes der Horizontalwalze im vergrößerten Maßstab,

3 einen Axialschnitt des antriebsseitigen Endes der Horizontalwalze,

4 einen Axialschnitt einer anderen Ausgestaltung des antriebsseitigen Endes der Horizontalwalze.

Die in 1 im Axialschnitt gezeigte obere und untere breiteneinstellbare Horizontalwalze eines Universalgerüstes weisen jeweils einen antriebsseitigen (1) und einen bedienungsseitigen (2) Walzenkörper und eine die beiden Walzenkörper (1, 2) gemeinsam aufnehmende Welle (3) auf. Weil sich die obere und untere Horizontalwalze mit Ausnahme einer unterschiedlichen Ausbildung der antriebsseitigen Stützlager (30 bzw. 30') identisch gleichen, sind jeweils nur die an beiden Walzen übereinstimmenden Merkmale der erfindungsgemäßen Ausbildung aus Gründen der Übersichtlichkeit an der oberen Walze mit Bezugsziffern versehen. Bei der oberen Walze umfaßt der bedienungsseitige Walzenkörper (2) einen Walzenballen (22) mit einer seitlichen Wellenhülse (23), wogegen der antriebsseitige Walzenkörper (1) den Walzenballen (24) aufweist. Der antriebsseitige Walzenkörper (1) ist unmittelbar mit der Welle (3), beispielsweise durch Schrumpfverbindung, drehmomentschlüssig fest verbunden, wogegen der Walzenballen (22) des bedienungsseitigen Walzenkörpers (2) mit der seitlichen Wellenhülse (23), auf die er drehmomentschlüssig aufgeschrumpft ist, axial verschiebbar auf der Welle (3) gelagert ist. Zwischen dieser und der Wellenhülse (23) sind Mittel (4) zur Drehmomentübertragung vorgesehen. Es kann sich dabei um eine bekannte radiale Vielkeil-Verzahnung handeln. Diese hat den Vorteil, daß sie einen Drehmomentenschluß zwischen Welle (3) und Wellenhülse (23) bewirkt, wogegen die Bauteile axial gegeneinander verschiebbar sind. Der bedienungsseitige Walzenkörper (2) ist mit seiner Wellenhülse (23) in einem Einbaustück (5) und andererseits die Welle (3) in einem Einbaustück (6) gelagert.

2 zeigt die bedienungsseitige Ausbildung der oberen Walze entsprechend der Darstellung in 1, jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit in erheblich vergrößerter Darstellung. Nach der Erfindung sind dem bedienungsseitigen Walzenkörper (2) mit den Mitteln (9, 10, 1821, 36) zum Einstellen der Walzenballenbreite zusammenwirkende Mittel (7, 1114, 34, 35) zur gemeinsamen axialen Ausrichtung der Horizontalwalze relativ zur vertikalen Gerüstmitte zugeordnet. Durch diese wird bei unverändert eingestellter Walzenballenbreite eine übereinstimmende Einstellung der Mittelebene beider Walzenballen (22, 24) zwischen der oberen und der unteren Horizontalwalze ermöglicht, indem beide Walzenballen (22, 24) axial zur vertikalen Gerüstmitte (y-y) ausrichtbar sind.

Dabei umfassen die Mittel zur gemeinsamen axialen Ausrichtung, wie aus der Zusammenschau der 1 und 2 erkennbar:

  • – ein an der Gerüstaußenseite des Einbaustücks (5) an diesem angeordnetes, als doppelt wirkender Hydraulikzylinder ausgebildetes Axial-Lagergehäuse (7),
  • – einen darin zwischen den beiden Zylinderräumen (11, 12) angeordneten Kolben (13), der über ein Axiallager (14) sowie Spannringe (1517) und einen Innenring (33) des im Einbaustück (5) angeordneten Stützlagers (32) an der Wellenhülse (23) axial festgelegt ist,
  • – Druckmittelkanäle (34, 35) zur Verbindung der Zylinderräume (11, 12) mit einer Steuermittel aufweisenden Druckmittelquelle.

Es ist ersichtlich, daß nach Maßgabe der Beaufschlagung beider Zylinderräume (11, 12) mit hydraulischem Druckmittel der Kolben (13) in dem als doppelt wirkender Hydraulikzylinder ausgebildeten Axial-Lagergehäuse axial verschiebbar ist. Die dadurch verursachte Stellung des Kolbens (13) wird über das Axiallager (14) auf die Wellenhülse (23) übertragen und diese dabei relativ zum Stützlager (32) verschoben. Entspechend ist das Stützlager (32) als Loslager mit seinem Innenring (33) gegenüber zylinderförmigen Wälzkörpern gleitbar ausgebildet.

Die Wellenhülse (23), die im übrigen bei einer alternativen Ausführung mit dem Walzenballen (22) auch einstückig ausgeführt sein kann, weist am bedienungsseitigen Ende Mittel zur Einstellung der Walz-Ballenbreite auf, und diese umfassen:

  • – ein an das freie Ende der Wellenhülse (23) des bedienungsseitigen Walzenkörpers (2) angeschraubtes, sich gegen die Wellenhülse (23) zu öffnendes Zylindergehäuse (18) mit einem kreisringförmigen, einen Durchtritt für eine Kolbenstange (36) aufweisenden Deckel (19),
  • – zwei zu beiden Stirnseiten eines an der Kolbenstange (36) angeordneten Kolbens (20) sich erstreckende Zylinderräume (9, 10), wobei
  • – Kolben (20) und Kolbenstange (36) mit dem freien Ende der Welle (3) durch eine Dehnschraube (37) verbunden sind, und
  • – die Zylinderräume (9, 10) über eine bevorzugt doppelflutige Drehdurchführung (21) mit einer hydraulischen Druckmittelquelle (nicht gezeigt) verbunden sind.

Nach Maßgabe der Beaufschlagung jedes der beiden Zylinderräume (9, 10) mit Druckmittel bewegt sich der Kolben (20) relativ zum Zylinder-Gehäuse (18) und verursacht damit eine axiale Relativbewegung zwischen Welle (3) und Wellenhülse (23). Hierdurch wird ein axialer Abstand zwischen den Walzenkörpern (1, 2) bzw. den diese ausbildenden Walzenballen (22, 24) und damit die Walz-Ballenbreite eingestellt.

Das Bindeglied zwischen den beiden axialen Einstellmechanismen bildet die Wellenhülse (23), die einerseits mit den Mitteln (9, 10, 1821, 36) zur Einstellung der Walzenballenbreite und andererseits mit den Mitteln (7, 1114, 34, 35 zur gemeinsamen axialen Ausrichtung der beiden Walzenballen (22 24) relativ zur vertikalen Gerüstmitte (y-y) zusammenwirkt. Axial wird die komplette Walze über das am Einbaustück (5) angeordnete Axial-Lagergehäuse (7) im Walzenständer gehalten.

Zum Ausgleich des für die Mitteneinstellung der Walzenballen (22) vorgesehenen Axialspiels ist im gezeigten Beispiel der 1 bei der unteren Walze sowie im vergrößerten Maßstab der 3 das die Welle (3') im Einbaustück (6') aufnehmende Stützlager (30') als Zylinderrollenlager mit axialem Freigang zwischen Innenring (31') und Außenring (29') ausgebildet. Dabei kann die Ausbildung des Lagers (30') auch so gewählt sein, daß der Außenring (29') die zylinderförmigen Wälzkörper axial führt, wogegen diese relativ zum Innenring (31') in axialer Richtung gleitbar sind.

4 zeigt in vergrößertem Maßstab das Stützlager (30) der Welle (3) entsprechend der in 1 an der oberen Walze beispielhaft gezeigten Ausführung. Hierbei ist dem Stützlager (30) zur axialen Fixierung relativ zur Welle (3) bei axial fixiertem Außenring (29) und Innenring (31) ein Axiallager (28) zugeordnet, wobei dann das Stützlager (30) zusammen mit dem Einbaustück (6) im Walzgerüst axial verschiebbar ausgebildet ist.

Mit großem Vorteil ist die erfindungsgemäße Ausbildung einerseits der Mittel (9, 10, 1821, 36) zur Einstellung der Walzballenbreite und der damit unter Last zusammenwirkenden Mittel (7, 1114, 34, 35) zur gemeinsamen axialen Ausrichtung der Horizontalwalze relativ zur vertikalen Gerüstmitte (y-y) unkompliziert, kompakt und ergibt absolut spielfreie Einstellungen. Durch hydraulische Druckbegrenzung kann dabei im Falle unzulässig hoher Walzkräfte eine Überlastsicherung ohne zusätzliche mechanische Mittel eingebaut sein. Sämtliche Anstellungen mit den hierfür erforderlichen Axial-Spielen können erfindungsgemäß unter Last erfolgen. Weiterhin kann durch das Zusammenwirken der vorbeschriebenen Einstellmittel eine symmetrische Ballenbreiten-Verstellung, bezogen auf die senkrechte Gerüstmitte (y-y), nach rechts oder links erfolgen. Dabei kann beispielsweise bei Beaufschlagung des hydraulischen Zylinderraumes (9) eine Verstellung der antriebsseitigen Walzenhälfte (1) mittels Welle (3) nach rechts und bei Beaufschlagung des hydraulischen Zylinder-Raums (10) eine Verstellung der antriebsseitigen Walzenhälfte (1) mittels Welle (3) nach Links erfolgen. Eine Beaufschlagung des hydraulischen Zylinderraumes (11) bewirkt eine Verstellung der beiden Walzenballen (22, 24) nach rechts und eine Beaufschlagung des hydraulischen Zylinderraumes (12) eine Verstellung der beiden Walzenballen (22, 24) nach links. Es ist ersichtlich, daß die hydraulischen Zylinderräume (11 und 12) ortsfest im Axiallagergehäuse (7) untergebracht sind und über ein dem Kolben (13) zugeordnetes Axiallager (14) die Wellenhülse (23) und indirekt damit die Walzenkörper (1 und 2) mit den Walzenballen (22, 24) gemeinsam axial verschieben. Das Zylindergehäuse mit den hydraulischen Zylinderräumen (9 und 10) ist mit der Wellenhülse (23) durch Dehnschrauben fest verbunden und rotiert mit dieser mit. Es bildet mit dem Deckel (19) ein an der Wellenhülse (23) anschraubbares Wechselteil. Der Kolben (20) ist bevorzugt in einstückiger Ausbildung mit der Kolbenstange (36) ebenfalls als Anbauteil mit einer Dehnschraube (37) am freien Ende der Welle (3) angeschraubt. Die Hydraulik-Zufuhr zu den hydraulischen Zylinder-Räumen (9 bzw. 10) erfolgt über eine vorzugsweise doppelflutige Drehzuführung (21). Ein am freien Ende (25, 25') der Welle (3, 3') angeordnetes Kupplungsstück (27, 27') dient zum Anschluß an eine (nicht gezeigte) Antriebswelle. Das Kupplungsstück (27, 27') ist bevorzugt durch eine Keilverzahnung (26, 26') mit der Welle (3, 3') drehfest verbunden.

Aus der erfindungsgemäßen Ausbildung der breiteneinstellbaren Horizontalwalze ergeben sich folgende Einstellspiele:

  • a) Axiale Verschiebung der Walze mittels Kolben (13) zwischen den Zylinderräumen (11, 12), wobei die beiden Walzenhälften (1) und (2) mit den Walzenballen (22, 24) relativ zur Gerüstebene (y-y) in Übereinstimmung bringbar sind.
  • b) Einstellung eines das Kammermaß bestimmenden Abstandes zwischen den beiden Walzenkörpern (1, 2) bzw. den Walzenballen (22, 24) mittels Kolben (19) zwischen den Zylinder-Räumen (9 und 10). Die Verstell-Hübe werden über Wegmeß-Geber in bekannter Weise erfaßt.

Durch die Hydraulik-Einstellung der Horizontalwalzen wird darüberhinaus die Möglichkeit geschaffen, daß die Positionen der Walzenhälften während des Walzenbetriebes unter Last für Ober- und Unterwalze einstellbar und beispielsweise über vier Wegmeß-Geber überwachbar sowie permanent hydraulisch nachgeregelbar sind. Somit können Axialspiele der Walzenballen (1, 2) während des Walzens ausgeglichen und Maß-Korrekturen vorgenommen werden. Dabei zeichnen sich die erfindungsgemäßen hydraulischen Mittel durch ein hohes Maß an Genauigkeit bei unkomplizierter Ausbildung und absolut spielfreier Arbeitsweise aus. Ein Taumeln oder Rattern der Walzenballen, wie dies bei mechanischen Einstellvorrichtungen der Fall sein kann, ist durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung infolge der kompakten und robusten Bauweise völlig ausgeschlossen. Insofern erfüllt die Erfindung in optimaler Weise die eingangs gestellte Aufgabe.


Anspruch[de]
  1. Breiteneinstellbare Horizontalwalze für ein Universalwalzgerüst mit einer einen antriebsseitigen und einen bedienungsseitigen Walzenkörper (1, 2) aufnehmenden Welle (3, 3'), von denen zumindest der bedienungsseitige Walzenkörper (2) einen Walzenballen (22) mit einer seitlichen Wellenhülse (23) umfasst und der antriebsseitige Walzenkörper (1) mit der Welle (3, 3') drehmomentschlüssig fest und der bedienungsseitige Walzenkörper (2) axial verschiebbar gelagert ist und diesem sowie der Welle (3, 3') Mittel (4) zur Drehmomentübertragung zugeordnet sind, und einerseits der bedienungsseitige Walzenkörper (2) mit seiner Wellenhülse (23) in einem Einbaustück (5) und andererseits die Welle (3, 3') in einem Einbaustück (6, 6' gelagert und den Walzenkörpern (1, 2) Mittel zur Einstellung der Walzenballenbreite im Gerüst zugeordnet sind, wobei dem bedienungsseitigen Walzenkörper (2) mit Mitteln (9, 10, 18 bis 21, 36) zur Einstellung der Walzenballenbreite unter Last zusammenwirkende Mittel (7, 11 bis 14, 34, 35) zur gemeinsamen axialen Ausrichtung der Horizontalwalze relativ zur vertikalen Gerüstmitte (y-y) zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Einstellung der Walz-Ballenbreite umfassen:

    – ein an das freie Ende der Wellenhülse (23) des bedienungsseitigen Walzenkörpers (2) angeschraubtes, gegen die Wellenhülse (23) zu öffnendes Zylindergehäuse (18) mit einem kreisringförmigen, einen Durchtritt für eine Kolbenstange (36) aufweisenden Deckel 19), mit

    – zwei zu beiden Seiten eines Kolbens (20) sich erstreckenden Zylinderräumen (9, 10), wobei

    – Kolben (20) und Kolbenstange (36) mit dem freien Ende der Welle (3) verbunden sind, und

    – die Zylinderräume (9, 10) über eine doppelflutige Drehdurchführung (21) mit einer hydraulischen Druckmittelquelle verbunden sind.
  2. Horizontalwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur gemeinsamen axialen Ausrichtung umfassen:

    – ein an der Gerüstaußenseite des Einbaustücks (5) an diesem angeordnetes, als doppelwirkender Hydraulikzylinder ausgebildetes Axial-Lagergehäuse (7)

    – einen darin zwischen zwei Zylinderräumen 11, 12) angeordneten Kolben (13), der über ein Axiallager (14) sowie Spannringe (15 bis 17) und einen Innenring (33) des im Einbaustück (5) angeordneten Stützlagers (32) an der Wellenhülse (23) axial festgelegt ist,

    – Druckmittelkanäle (34, 35) zur Verbindung der Zylinderräume (11, 12) mit einer Steuermittel aufweisenden Druckmittelquelle.
  3. Horizontalwalze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützlager (32) als Loslager mit einem Innenring (33) gegenüber zylinderförmigen Wälzkörpern gleitbar ausgebildet ist.
  4. Horizontalwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Welle (3') aufnehmendes Stützlager (30') als Zylinderrollenlager mit axialem Freigang zwischen Innenring (31') und Außenring (29') ausgebildet ist.
  5. Horizontalwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß einem Stützlager (30) ein Axiallager (28) zugeordnet und das Stützlager (30) zusammen mit dem Einbaustück (6) im Walzgerüst axial verschiebbar ausgebildet und angeordnet ist.
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen






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