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Title:
ROLLING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/041884
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a rolling device with a flying shaft (1), a roller bush (2) arranged on the shaft and a device for axially tensioning the roller bush (2). The above comprises a first hydraulic tensioning device (28) and a mechanical device (25, 31) for guaranteeing the axial tensioning. A conical centering sleeve (11) is provided between the roller bush (2) and shaft (1), which is pressed into engagement by means of a spring (15). According to the invention, a second hydraulic device (18 to 23) with a pressure medium supply, independent of that for the first hydraulic tensioning device (28), for the pre-tensioning of the spring (15) and for withdrawing the centering sleeve (11) from the roller bush (2) is provided. An assembly procedure is thus possible in which the roller bush (2) is firstly centred by the centering sleeve (11) before being axially tensioned.

Inventors:
KARK UWE (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/012839
Publication Date:
May 22, 2003
Filing Date:
November 15, 2002
Export Citation:
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Assignee:
KARK UWE (DE)
International Classes:
B21B27/02; B21B13/00; (IPC1-7): B21B27/03
Domestic Patent References:
WO2000074869A12000-12-14
Foreign References:
AT399301B1995-04-25
USRE31554E1984-04-17
DE3834606A11990-04-12
Other References:
FINK P ET AL: "CLAMPING SYSTEM FOR COMPOSITE BAR AND ROD MILL ROLL RINGS", IRON AND STEEL ENGINEER, ASSOCIATION OF IRON AND STEEL ENGINEERS. PITTSBURGH, US, vol. 73, no. 10, 1 October 1996 (1996-10-01), pages 21 - 24, XP000640759, ISSN: 0021-1559
Attorney, Agent or Firm:
Glawe, Delfs Moll (Rothenbaumchaussee 58 Hamburg, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Walzvorrichtung mit einer fliegend gelagerten Welle (1), einem auf der Welle (1) angeordneten Walzring (2), einer Einrichtung zum axialen Spannen des Walzrings (2), die eine erste hydraulische Spanneinrichtung (28) und eine mechanische Einrichtung (31) zum Aufrechterhalten der axialen Spannung umfaßt, und einer konischen, durch eine Feder (15) in Eingriff gepreßten Zentrierhülse (11) zwi schen Walzring (2) und Welle (1), dadurch gekennzeich net, daß eine von der ersten hydraulischen Spanneinrich tung (28) unabhängig druckmittelversorgte, zweite hy draulische Einrichtung (19 bis 23) zum Vorspannen der Feder (15) vorgesehen ist.
2. Walzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite hydraulische Einrichtung (19 bis 23) zum Lösen der Zentrierhülse (11) fest mit dieser verbunden ist.
3. Walzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (15) und die zweite hydraulische Einrich tung (18 bis 23) in einem Druckring (12) angeordnet sind, der sich zwischen dem Walzring (2) und der Ein richtung (25,8, 31) zum axialen Spannen des Walzrings (2) befindet.
4. Walzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die zweite hydraulische Einrichtung (18 bis 23) auch zum Zurückziehen der Zentrierhülse (11) im Verhältnis zum Walzring (2) ausgebildet ist.
5. Walzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß die mechanische Einrichtung zum Aufrechterhalten der axialen Spannung eine auf einem Wellengewinde (26) verschraubbare Mutter (25) und einen den hydraulisch erzeugten Abstand zwischen der Mutter (25) und einem Druckring (12) schließenden Spannring (31) umfaßt, wobei die erste hydraulische Spanneinrich tung (28) zwischen der Mutter (25) und dem Druckring (12) wirkend angeordnet ist.
6. Verfahren zum Montieren einer Walzringanordnung nach An spruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (15) in bezug auf den Druckring (12) durch die zweite hydrauli sche Einrichtung (18 bis 23) gespannt wird, danach die Mutter (25) fest gegen den Druckring (12) gedreht, da nach die zweite hydraulische Einrichtung (18 bis 23) entspannt und danach der Walzring (2) mittels der ersten hydraulischen Einrichtung (28) und dem Spannring (31) axial gespannt wird.
7. Verfahren zum Montieren einer Walzringanordnung nach An spruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierhülse (11) in bezug auf den Walzring (2) durch die zweite hy draulische Einrichtung (18 bis 23) zurückgezogen, danach die erste hydraulische Einrichtung (28) gespannt, der Spannring (31) gelöst und die erste hydraulische Ein richtung (28) entspannt anschließend die Walzringanord nung von der Welle (1) abgenommen wird.
Description:
Walzvorrichtung Walzringe müssen auf der Welle zentriert und zur Übertragung des Walzdrehmoments fixiert werden. Dies kann durch axiale Einspannung geschehen (EP-B-343 440). Eine hydraulische Ein- richtung erzeugt die axiale Spannung, die dann durch eine me- chanische Einrichtung aufrechterhalten wird. Eine solche An- ordnung kann beispielsweise aus einer auf einem Wellengewinde sitzenden Mutter, einer Hydraulikeinrichtung zum Spannen der Mutter gegen einen zwischen ihr und dem Walzring befindlichen Druckring und einem Spannring bestehen. Nachdem die Mutter von Hand fest gegen den Druckring geschraubt wurde und da- durch das Spiel zwischen den auf der Welle befindlichen Rin- gen im wesentlichen beseitigt wurde, wird durch die hydrauli- sche Einrichtung eine Axialkraft auf den Druckring und alle hinter diesem sitzenden Ringe einschließlich Walzring ausge- übt, die höher ist als die axiale Spannung, die man während des Betriebs zu erhalten wünscht. Danach wird das durch die hydraulische Spannung zwischen der Mutter und dem Druckring erzeugte Spiel mittels eines Spannrings geschlossen und die hydraulische Einrichtung entspannt.

Es ist bekannt (US-A-Re. 31554 ; Fink u. Kark :"Clamping System ...", Iron and Steel Engineer, Oct. 1969, S. 21-24, Fig. 6),

eine solche axial gespannte Walzringanordnung mit einer Zen- triereinrichtung auszurüsten, die von einer konischen Zen- trierhülse gebildet wird, die durch eine vorgespannte Feder zwischen den Walzring und die Wellenoberfläche gepreßt wird.

Die Vorspannung der Feder wird dadurch erzeugt, daß beim axialen Spannen des Walzrings die Walzringanordnung axial zu- sammengepreßt wird. Die axiale Spannung des Walzrings und die Federspannung für dessen Zentrierung entstehen daher gleich- zeitig. Dies hat den Nachteil, daß durch die axiale Spannung und die dadurch erzeugte Reibung die Zentrierung des Walz- rings behindert werden kann. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß es schwierig ist, die Zentrierhülse wieder zu lö- sen, nachdem sie sich während des Betriebs der Walzringanord- nung sehr fest in den Spalt zwischen Walzring und Wellenober- fläche eingearbeitet hat.

Dieselben Nachteile hat eine weitere bekannte Walzringanord- nung (AT-B-399301), bei welcher eine Spanneinrichtung eine erste, hydraulisch vorspannbare Feder zum Erzeugen einer axialen Spannkraft und eine zweite, hydraulisch vorspannbare Feder zum Einpressen einer Konushülse zwischen den Walzring und die Walzwelle zum Erzeugen einer radialen Spannkraft ent- hält. Während der Montage werden die Hydraulikeinrichtungen beider Federn durch dieselbe Druckmittelleitung gleichzeitig druckbeaufschlagt., Dadurch werden die Federn vorgespannt.

Danach wird die Spanneinrichtung insgesamt gegen den Walzring geschraubt. Schließlich werden die Federn durch Abschlatung der Druckmittelzufuhr entspannt, so daß sie gleichzeitig die gewünschte Kraft auf den Walzring bzw. die Konushülse aus- üben. Der gleichzeitige axiale und radiale Spannvorgang hat

die oben erläuterten Nachteile. Auch sind keine Einrichtungen vorgesehen, die das Lösen der Konushülse erleichtern könnten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Walzrin- ganordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, die diese Nachteile nicht aufweist. Die Lösung liegt in den Merkmalen des Anspruchs 1 und vorzugsweise den- jenigen der Unteransprüche.

Demnach ist eine von der hydraulischen Spanneinrichtung zum Erzeugen der axialen Walzringspannung unabhängig druckmittel- versorgte, zweite hydraulische Einrichtung zum Vorspannen der Feder vorgesehen. Dies ermöglicht ein Montageverfahren, bei dem mittels der zweiten hydraulischen Einrichtung der Ring zentriert wird, bevor die axiale Walzringspannung erzeugt wird. Die zweite hydraulische Einrichtung ist zweckmäßiger- weise fest mit der Zentrierhülse verbunden. Zum einen er- reicht man auf diese Weise, daß die Zentrierhülse vor dem Spannvorgang locker ist und demnach der Spannvorgang stets reproduzierbar abläuft. Zum anderen kann man dadurch mit der- selben hydraulischen Einrichtung, die bei der Montage zum Spannen der Feder dient, bei der Demontage die Zentrierhülse zurückziehen, um ihre Verbindung mit dem Walzring und der Wellenoberfläche zu lösen.

Die Feder kann sich an einem beliebigen Teil der Anordnung abstützen, beispielsweise an der Mutter oder an der gegen- überliegenden Seite des Walzrings an einem Wellenbund. Bevor- zugt wird aber eine Ausführung, bei welcher die Feder sich an dem Druckring abstützt. Im Gegensatz zu der zuletzt erläuter- ten bekannten Vorrichtung (At-B-399301) vermeidet man da-

durch, daß die beiden hydraulischen Einrichtungen gegeneinan- der arbeiten und sich dadurch zumindest teilweise unwirksam machen.

Das Montageverfahren spielt sich zweckmäßigerweise so ab, daß die Feder zunächst durch die zweite hydraulische Einrichtung in bezug auf den Druckring gespannt, d. h. gegenüber dem Walz- ring zurückgezogen wird, danach die Mutter fest gegen den Druckring gedreht wird, so daß das axiale Spiel der gesamten Anordnung im wesentlichen beseitigt wird, danach die zweite hydraulische Einrichtung entspannt wird und danach erst der Walzring unter axiale Vorspannung gesetzt wird. Man erreicht dadurch, daß die Zentrierung stattfindet, während der Walz- ring sich zwar schon in der gewünschten axialen Position, aber noch nicht unter axialer Pressung befindet. Diese setzt erst dann ein, wenn er zentriert ist.

Die Demontage vollzieht sich in umgekehrter Reihenfolge, wo- bei die hydraulische Einrichtung, die zum Vorspannen des Fe- derpakets dient, auch dazu verwendet wird, die Zentrierhülse so weit gegenüber dem Walzring zurückzuziehen, daß die Ver- bindung gelockert wird.

Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die ein vorteilhaftes Ausführungs- beispiel veranschaulicht. Es zeigen : Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Walzringanordnung und Fig. 2 die Abwicklung eines Teils des Spannrings und der benachbarten Teile.

Auf der fliegend gelagerten Welle 1 ist die den Walzring 2 enthaltende Walzringanordnung montiert. An den Bund 3 der Welle schließt sich ein Gleitring 4 an, der zum einen eine Abdichtung 5 mit einem gestellfesten Ring 6 bildet und zum anderen eine hydraulische Einrichtung 7 zum Abdrücken des Walzrings 2 bei der Demontage enthält. Die Hydraulikeinrich- tungen 7 sind über einen Kanal 8 mit einem Nippel 9 zum An- schluß an eine Druckmittelquelle verbunden.

Im Bereich des Walzrings 2 ist die Umfangsfläche 10 der Welle 1 konisch mit nach außen geringer werdendem Durchmesser aus- gebildet. Auf dem Wellenabschnitt 10 sitzt die entsprechend konische Zentrierhülse 11, die den Walzring 2 radial trägt und zentriert. Sie ist in bekannter Weise so gestaltet, daß sie im Durchmesser nachgeben kann, indem sie beispielsweise längs geschlitzt ist.

Auf den Walzring 2 folgt der Druckring 12. Dieser bildet auf seiner radial innen liegenden, vom Walzring 2 abgewendeten Seite mittels einer mit ihm verschraubten Platte einen radia- len Flansch 13, der eine Ringkammer zur Aufnahme eines Pakets 15 von Tellerfedern begrenzt. Dieser Raum wird auf der dem Flansch 13 gegenüberliegenden Seite von einem radialen Flansch 14 begrenzt, der an der Zentrierhülse 11 vorgesehen ist. Das Federpaket 15 und die Maße des Druckrings 12 und der Zentrierhülse 11 sind so gewählt, daß dann, wenn der Druck- ring 12 an dem Walzring 2 anliegt, die Zentrierhülse 11 von dem Federpaket 15 mit einer vorbestimmten Kraft zum Walzring hin beaufschlagt ist. Diese Kraft ist so bemessen, daß eine befriedigende Zentrierung erreicht wird. Sie ist vorzugsweise

nicht so groß, daß sie einen wesentlichen Beitrag zur Drehfi- xierung des Walzrings leistet.

Der Umfang des Flansches 14 der Zentrierhülse 11 ist gegen- über dem ihm benachbarten Abschnitt des Druckrings 12 durch einen Dichtring 20 abgedichtet. Zwischen dem Flansch 14 und ihrem konischen Teil weist die Zentrierhülse 11 einen Halsab- schnitt 18 auf, der einen geringeren Durchmesser als der Flansch 14 hat und gegenüber dem ihm benachbarten Abschnitt des Druckrings 12 durch einen Dichtring 19 abgedichtet ist.

Der zwischen den Dichtringen 19,20 eingeschlossene Raum 23 ist durch einen Kanal 21 mit einem Anschluß 22 für eine Druckmittelquelle verbunden. Da der Außendurchmesser des Flansches 14 größer ist als der des Halsabschnitts 18, be- wirkt ein über den Anschluß 22 eingegebener Überdruck eine Verschiebung der Zentrierhülse 11 in der Zeichnung nach rechts. Durch eine solche Bewegung wird die Zentrierhülse ei- nerseits ein wenig aus dem Walzring 2 herausgezogen, wodurch die Reibverbindung zwischen dem Walzring, der Zentrierhülse und der Welle gelöst wird. Andererseits kann durch diese Be- wegung der Zentrierhülse 11 das Federpaket 15 vorgespannt werden.

Auf den Druckring 12 folgt zum freien Ende der Welle 1 hin die Mutter 25, die auf einem Gewinde 26 der Welle verschraubt werden kann. Dazu können beispielsweise manuelle Werkzeuge an Bohrungen 27 der Welle angreifen.

In ihrer dem Druckring 12 zugewandten Stirnfläche enthält die Mutter 25 eine Anzahl von über den Umfang gleichmäßig ver- teilten Hydraulikeinrichtungen 28, deren Zylinderräume ge-

meinsam mit einem Anschlußnippel 29 verbunden sind, das an eine Druckmediumsquelle angeschlossen werden kann. Zum Schutz des Gewindes 26 und der Nippel 9,29 kann auf die Mutter 25 eine nicht gezeigte Schutzkappe aufgesetzt werden.

Die der Mutter 25 zugewandte Stirnfläche des Druckrings 12 enthält benachbart seinem Außenumfang eine Eindrehung 30, die einen Spannring 31 aufnimmt. Die aneinander anliegenden Stirnflächen 35 des Druckrings 12 und des Spannrings 31 sind gemäß Fig. 2 sägezahnförmig gestaltet, während die Stirnflä- chen 32, an denen sich der Spannring 31 und die Mutter 25 berühren, eben sind. Der Spannring 31 kann durch geeignete Werkzeuge, die an Bohrungen 33 des Spannrings angreifen, ver- dreht werden. Wird er in Pfeilrichtung 34 verdreht, so schließt er spielfrei an den Druckring und die Mutter an und ist dadurch in der Lage, axiale Kräfte zwischen diesen Teilen zu übertragen. Die Funktion des Spannrings ist bekannt (siehe EP-B-343 440). Er ist mit einem abgedichteten Kragen 36 zum Schutz der Funktionsflächen versehen.

Die Vorrichtung wird in folgender Weise benutzt. Nachdem der Gleitring 4 aufgesetzt ist, werden der Walzring 2, der Druck- ring 12 und die Zentrierhülse 10 als Einheit auf die Welle aufgesetzt. Dabei kann ein Spalt zwischen dem Walzring und dem Gleitring bleiben. Die Mutter 25 wird auf das Wellenge- winde aufgeschraubt, so daß sie leicht am Druckring 12 an- liegt. An den Hydraulikanschluß 22 des Druckrings wird ein Hydraulikdruck von bspw. 200 bar angeschlossen und aufrecht- erhalten. Dadurch wird das Federpaket 15 vorgespannt und die Zentrierhülse in lockerem Eingriff mit dem Gleitring 2 gehal- ten, ohne die Anlage des Druckrings am Walzring zu verhin-

dern. Danach wird die Mutter 25 mittels Handwerkzeugen fest gegen den Druckring 12 geschraubt. Der Walzring kommt dadurch in im wesentlichen spielfreie Anlage an dem Gleitring 4 und dem Druckring 12. Nun wird der Hydraulikdruck am Anschluß 22 abgelassen. Dadurch wird die Vorspannung des Federpakets 15 auf die Zentrierhülse 11 wirksam. Die Zentrierhülse wird zwi- schen den Walzring und die Welle gepreßt und zentriert so den Walzring radial. Der Druckring stützt sich dabei an der Mut- ter 25 ab. Das Nippel am Anschluß 22 kann entfernt werden und durch eine Schutzeinrichtung ersetzt werden. Anschließend wird der Anschluß 29 der Mutter mit Druckmittel von bspw.

1300 bar beaufschlagt. Dadurch wird die aus Gleitring 4, Walzring 2 und Druckring 12 bestehende Anordnung zusammenge- preßt, und es öffnet sich ein Spiel zwischen der Mutter 25 und dem Druckring 12. Der Spannring 31 wird in Pfeilrichtung 34 so verdreht, daß dieses Spiel kompensiert wird. Der Druck am Anschluß 29 wird abgelassen und das zugehörige Nippel kann entfernt und durch eine Schutzeinrichtung ersetzt werden. Auf das Ende der Mutter 25 wird eine Schutzkappe aufgesetzt. Das System ist nun einsatzbereit.

Wenn sich während des Betriebs Umfangsdehnungen des Walzrings 2 ereignen sollten, wird die Zentrierhülse 11 unter dem Druck des Federpakets 15 nachgeschoben, so daß auch dann die Zen- trierung des Walzrings 2 aufrechterhalten bleibt.

Bei der Demontage der Anordnung wird zunächst der Anschluß 29 der Mutter mit beispielsweise 1400 bar beaufschlagt. Der Spannring 31 wird gelöst. Der Druck am Anschluß 29 wird abge- lassen. Die Mutter 25 wird um eine Umdrehung (3 bis 8 mm) ge- löst. An den Anschluß 22 des Druckrings 12 wird Druckmittel

mit einem Druck von beispielsweise 200 bar angeschlossen und aufrechterhalten. Die Zentrierhülse 11 wird dadurch ein wenig aus dem Spalt zwischen Walzring 2 und Wellenabschnitt 10 zu- rückgezogen. An den Anschluß 9 für die hydraulische Einrich- tung 7 des Gleitrings 4 wird Druckmittel angeschlossen. Da- durch wird die aus Walzring 2, Druckring 12 und Zentrierhülse 11 bestehende Einheit um einige Millimeter in Richtung zur Mutter 25 hin verschoben. Der Druck am Anschluß 9 wird abge- lassen. Die Mutter 25 und die aus Walzring 2, Druckring 12 und Zentrierhülse 11 bestehende Einheit wird abgenommen.