DE2013961A1 - Walzscheibenbefestigung, insbeson dere fur mit fliegend gelagerten Walz scheiben versehene Drahtwalzwerke - Google Patents

Description

DEMAG 'Aktiengesellschaft ; 13. März 1970 41 D uls burg 20139ß1 55Bl - WT 3-6 Wolfgang-Reuter-Platz ^^--¹ iPl/Schi

Walzscheibenbefestigung, insbesondere für mit fliegend gelagerten Walzscheiben versehene Drahtwalzwerke

Die Erfindung bezieht sich auf eine Walzscheibenbefestigung, insbesondere für mit fliegend gelagerten Walzscheiben versehene Drahtwalzwerke , deren Wellenstumpf einen hydraulischen Druckräum mit einem von außen betätigbaren Kolben aufnimmt, wobei der Druck auf eine konzentrische Dehnbuchse übertragbar ist zwecks Mitnahme der aufsteekbaren Walzscheibe.

Walzsehelbenbefestigungen in Drahtwalzwerken treten entsprechend der Anzahl der Wal2enpaare in großen Stückzahlen auf. An einem mittleren Drahtblock befinden sich zum Beispiel bis zu 20 Walzseheiben* Die Umstellung des Drahtblockes auf eine andere Abmessung oder das Austauschen verschlissener Walzen sollen möglichst kurzfristig erfolgen. Von einerWalzseheibenbefestiguiig wird außer guter Lösbarkeit eine sichere ■Spannbarkeit verlangt.. Hierfür bietet die hydraulische Spannung die Grundlage* Durch Anziehen einer den Druckkolben verstellenden Schraube bzw. durch eine entgegengesetzte Bewegung kann der hydraulische Druck schnell auf- und abgebaut werden. .

Aus dem allgemeinen Vorrichtungsbau sind Hydraulik-Spanndorne bekannt, deren Druckraum mit einem aus Kunststoffen bestehenden Druckmittel gefüllt ist. Solche hydraulischen Spanndorne werden auch auf Schleifmaschinen zur izentrIschen Spannung des Werkstückes benutzt. All diesen im Vorrichtungsbau verwendeten Hydraulik-Spanridornen 1st gemeinsam, daß relativ geringe Arbeitskräfte auftreten. So wird beim schleifen von Werkstücken

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auf hydraulischen Spanndornen darauf geachtet, keine allzu großen Spandicken abzuheben. Außerdem spielt beim Schleifen das Kühlen des Werkstückes eine besondere Rolle. Der Spanndorn kann sich daher in seiner Anwendung im allgemeinen Vorrichtungsbau nur geringfügig erwärmen und erfüllt dort seinen Zweck.

Die Verhältnisse im Walzwerkswesen sind jedoch andere. Große Stichabnahmen des Walzgutes erfolgen meist in Walzkalibern, wobei die Walzen beidseitig in Walzzapfenlagern von Ständern gelagert sind. Aus Gründen des Walz-Verformungsablautes ist für solche aus Ständerwalζwerken gebildeten Vorstraßen die Walzgeschwindigkeit verhältnismäßig niedrig gegenüber den Fertigblöcken, in denen der Walzstrang auf seine Endabmessung gebracht wird. Die für die Weiterverarbeitung z. B. von Draht erf order HcIIe_-, Rundheit, Genauigkeit der Oberfläche und Glätte werden bei höheren Walzgeschwindigkeiten erzielt. In neuerer Zelt ist die Entwicklung eines Drahtscheibenblocks für Walzgeschwindigkeiten bis zu 6o m/sec. gelungen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die im Vorrichtungsbau üblichen hydraulischen Spanndorne den Anforderungen des Walzwerksbaus nicht gerecht werden.

Der Grund, weshalb bis jetzt der hydraulische Spanndorn im Walzwerkswesen nicht eingeführt werden konnte, soweit die Walzgerüste selbst betroffen sind, ist folgender: Zwei Walzscheiben bilden an ihrer Berührungsstelle das sogenannte Walzkaliber, d. h. den Querschnitt, in dem die Verformung des WaIzstranges stattfindet. Beide Scheiben übertragen daher Stützkräfte auf ihre Befestigung. Diese Kräfte sind bei Walzverfonnung besonders hoch, weil der zu bearbeitende Werkstoff über seine Streckgrenze hinaus beansprucht werden niuS. Jede Stelle des WaIzscheibenumfanges durchläuft pro Umdrehung einmal die Stelle des Walzkalibers. An dieser Stelle ist Jeweils die Walzscheibenbefestigung belastet, Jedoch an der diametral gegenüberliegenden entlastet. Bei jedem

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Walzscheiben-Umlauf pulsiert die Walzkraft-Beanspruchung innerhalb der Walzscheiben-Befestigung. Dem ständigen Lastwechsel ist daher auch die Dehnbuchse unterworfen, auf die der Druck des Hydraulikmittels libertragbar ist. Der ansonsten übliche Hydraulik-Spanndorn eignet sich in der bekannten Form noch nicht für den Einsatz an einer Walzscheiben-Befestigung.

Walzscheiben-Befestigungen sind daher noch immer mittels mechanischer Spreizvorrichtungen ausgestattet. So ist es bekannt, eine dünnwandige, im Innern schwach kegelige Buchse auf den Wellenstumpf aufzutreiben, wobei die Kegelschräge selbsthemmend gewählt ist. Das Aufziehen und das Lösen erfolgen mittels besonderer Ein- bzw. Abdrückvorrichtungen. Die Handhabung und die Anwendung solcher Vorrichtungen sind naturgemäß langwierig und mechanisch gespreizte Dehnbuchsen bleiben nicht immer genau rund. Die vorliegende Erfindung strebt an, diese Mängel zu vermeiden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, den hydraulischen Spanndorn auch für Walzscheibenbefestigungen geeignet zu machen.

Als Grundlage für die Lösung der Erfindung dient die Erkenntnis, daß hydraulische Spanndorne für sich und rein mechanisch wirkende Spanndorne jeweils nicht ausreichend sind, um alle Schwierigkeiten gleichzeitig zu beheben. Die wesentlichen Forderungen werden gemäß der Erfindung nunmehr erfüllt durch mindestens einen auf einem außen konischen Gegenstück axial verschiebbaren, innen konischen Ring, der mittelbar oder unmittelbar mit Hilfe des hydraulischen Druckes innerhalb der Dehnbuchse spreizbar ist. Dieser Ring besitzt eine Steifigkeit, die verhindert, daß die Dehnbuchse während eines Umlaufes wie bisher stark "atmet". Es kommt daher nicht mehr zum unerwünschter, "Ballon-Effekt¹¹, wie dieser von den Bereifungen an Automobilen her bekannt ist. Als konische Ringe können auch federnde Ringe dienen, auch solche, die einen axialen Schlitz aufweisen. Die Federung dieser Ringe führt zu einer besonders leichten Lösbarkeit der Befestigung bei Wegnahme des hydraulischen Druckes.

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Aber auch geschlossene Ringe besitzen wesentliche Vorteile. So verformen sich beiderlei Arten der Ringe bei radialem Kraftangriff derart, daß die Ringe in gegenüberliegenden Zonen stärker in die Dehnbuchse gepreßt werden. Der Kraftschluß wird also auf einem der Walzkraft gegenüberliegenden Umfangsbereich erhöht. Dadurch steigt die Mitnahmekraft In Umfangsrlchtung zwischen Walzscheiben-Bohrung und äußerem Umfang der Dehnbuchse.

Dadurch, daß der hydraulische Druck des mehr oder weniger flüssigen Kunststoffes oder eines sonstigen Druckmittels gleichmäßig auf die Stirnseite des Ringes wirkt, wird der Ring selbst sehr gleichmäßig über den Umfang gegen die Wandung der Dehnbuchse gepreßt. Es entsteht ein stets auf vollem Umfang herrschender Reibschluß, so daß etwa beim Walzen auftretende Axialkräfte zusätzlich von den Ringen bzw. federnden Ringen aufgenommen werden.

Da die Walzscheibenbefestigung gemäß der Erfindung auch für andere, Walzkaliber aufweisende Walzkörper anwendbar ist, werden die innen konischen Ringe auf verschiedenen Längen einer Welle oder eines Wellenstumpfes angeordnet. Nach der weiteren Erfindung besteht das Gegenstück aus einem konischen Wellenabsatz oder einem außen konischen Ring. Sofern daher kein Wellenabsatz zur Verfügung steht, wird ein solcher durch einen zweiten Ring gebildet.

Eine sehr lange Dehnbuchse läßt sich gleichmäßig über den Umfang durch Mehrfachanordnung solcher konischer Ringe spreizen. Hierzu dienen vorteilhafterweise paarweise außen und innen konische Ringe, von denen der mit dem Außenkonus an einem axialen Anschlag liegt. Der axiale Anschlag kann nun duroh einen Wellenabsatz gebildet sein. Es kann auoh ein besonderer Teil hierfür vorgesehen werden. Es ist Jedoch auch möglich, insofern einen Anschlag zu schaffen, in-dem der außen konische Ring durch Elemente, wie Keile, Gewinde oder dergleichen, oder aber durch einen Preß- oder Schrumpfsitz auf dem betreffenden Wellenabschnitt festgehalten wird.

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Ein Anschlag Ira Sinn des erfindungsgemäßen Vorschlages läßt sich nunmehr auch dadurch schaffen, daß der hydraulische Druck des Druckmittels jeweils auf die große Stirnseite eines konischen Ringes gegeben wird. Dadurch wird es möglich, paarweise außen und innen konische Ringe zu verwenden, die beide an den Stirnseiten durch den hydraulischen Druck beaufschlagbar sind. Es entstehen zwei gegenläufige, resultierende Kräfte, solange der Druck aufrechterhalten wird. Die Ringflächen an den Stirnseiten der Ringe können dabei unterschiedlich gehalten werden.

Es ist auch möglich, gemäß einem weiteren die Erfindungverbessernden Merkmal, einen axial einstellbaren Anschlag vorzusehen, der aus zwei Kontermuttern, besteht. Dadurch entsteht gleichzeitig ein Verschluß für die eine offene Seite der Dehhbuchse. Besonders vorteilhaft ist auch die Dichtwirkung zweier ineinander geschobener konischer Ringe. Je stärker die Ringe gegeneinander verschoben werden,desto weniger besteht Ausflußmöglichkeit des hydraulischen Druckmittels. Dieser Vorteil wirkt sich dann in erheblichem Maße aus, wenn das Drückmittel durch Erwärmung dünnflüssiger wird.

Für den Lösezustand der Walzscheibenbefestigung können die konischen Ringe ihre Lage,auch wenn sie gelockert liegen, beibehalten. Hierzu dient ein die Entfernung zwischen zwei in einem hydraulischen Druckraum sieh gegenüberliegende konische Ringe bestimmendes Distanzstück*

Die Bedlenbarkeit der erfindungsjgeinäßen Walzscheibenbefesiiigung, d. h. um die konischen Ringe zu spaianen oder zm lö^en, wird; ferner durch ein in den Wellenstumpf e^nsetzbares Versph3.uß-BtÜck für feinen hydraulischen Veribeilerrat^ierleic^ ausgebauten Zustand kann das hydraulische Druckmittel günstig eingebracht werden* Man zieht dazu die überv den konischen / Ringen liegende Dehnbuchse ab und: kann den»Füllungszust;ancl deshydreuliBChen Druckmittels zwlBcheh den konischen Ringen gUnsti« beobachten. Danach wird das Versohlußetück wieder eingesetzt.

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Perner ist vorteilhaft, in das Verschlußstück einen hohlen Bolzen einzuschrauben zur Aufnahme des Kolbens, der einen Absatz aufvieist, gegen den sich eine oder mehrere am Schraubbolzen anliegende Federn abstützen. Die Lage des Hydraulik-Kolbens und somit der aufzubauende Hydraulikdruck kann leicht reguliert werden.

Es ist dann noch zweckmäßig, eine verschließbare Kontrollöffnung in dem Verschlußstück für den hydraulischen Verteilerraum vorzusehen. Eventuell in der hydraulischen Druckmittelmasse enthaltene Luft 3trömt durch die Kontrollöffnung ab. ^ Auch sind Überwachungsarbeiten, die von Zeit zu Zeit aus Sicherheitsgründen durchgeführt werden, erleichtert.

In der Zeichnung sind Aus'fUhrungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt und im folgenden näher erläuterts

Fig. 1 zeigt eine Walzscheibenbefestigung auf der Grundlage einer fliegend gelagerten Wälzscheibe für die Herstellung von Draht; gezeichnet ist ein axialer Querschnitt durch das Ende des Wellenstumpfes, der aus dem Antriebskasten eines Drahtblockgerüstes ragt.

Pig. 2 ist ein gegenüber Fig. 1 verändertes Aus

führungsbeispiel für eine breitere Walzscheibe, d, h. für längere Walzenkörper. Gezeichnet 1st ebenfalls ein Achsenquerschnitt durch den Teil des Wellenstumpfes.

Gemäß Fig. 1 ist der Wellensturapf 1 mit der Walzscheibe 2 ausgestattet und durch ein weiter nicht gezeichnetes Getriebe drehantreibbar. Die Walzscheibe 2 besitzt an ihrem nicht gezeigten Umfang eineRille, deren Profil den Querschnitt des zu

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walzenden Stranges anteilig begrenzt. Außerdem weist die Walzscheibe 2 eine Kittenbohrung > auf. Diese paßt auf die Dehnbuchse 4. Die Dehnbuchse ist aus einem federnden Werkstoff ^v hergestellt, der eine große Anzahl von Spann- und LÖsevorgängen aushält. Der V/ellenstumpf 1 bildet einen konischen Absatz 5, einen zylindrischen Absatz 6 und einen Gewinde-Absatz 7. Im Innern liegt ein Druckraum 8, von dem strahlenförmig Kanäle 9 verlaufen. Die Dehnbuchse 4 wird zum Wellenstumpf 1 mittels der erfindungsgemäaen innen konischen Ringe .10 und 11, die außen jeweils zylindrisch sind und'innen an die Dehnbuchse 4 liegen, zentriert. Wenn man die Ringe 10 und 11 außen leicht konisch macht, so muß die Dehnbuchse 4 mit den gleichen Konen versehen sein. Gegenläufige Konen innen und außen und/oder an beiden Ringen 10 und 11, beeinflussen das Spännverhalten der Dehnbuchse und die axialen Verschiebewege werden nach einer Richtung begrenzt. Der Ring 10 zentriert sich auf dem Wellenabsatz 5* hingegen der Ring 11 auf einem außen konischen Ring 12. Letzterer ist. auf dem zylindrischen Absatz 6 satt geführt. Die Ringe 10 und 12 liegen auf Abstand^wodurch ein Druckraum 13 gebildet wird, in den jeweils ein Kanal 9 mundet. Damit sich bei Montage die Ringe nicht annähern, sind Distanzbolzen 14 eingesetzt. Die Druckräume 8 und 13 sowie die Kanäle 9 sind mit hydraulischem Druckmittel 15 gefüllt. Zwei Kontermuttern 16 und 17 bilden auf dem Gewindeabsatz 7 einen Anschlag fUr den Ring 11.

Der Druckraura 8 ist mit Hilfe der Dichtmanschette l8 und des mit Gewinde 19 versehenen Veipschlußstückes 20 abgeschlossen. Ein Gewindering 21 verhindert ein Lockerndes Verschlußstuckes. Der hydraulische Druckkolben 22, weist einen Absätz 2j; und einen Schaft 24 auf. Der Kolben 22 selbst ist dichtend im Verschlußstück 20 geführt und der Schaft 24 in der hohlen Einstellschraube 25. Durch Drehen amSchlÜsselstUck 26 ändert sich die Vorspannkraft der Bruckfedern 27, die zwischen Schaft 23 und Einstellschraube 25 eingespannt sind. Die Vorspannkraft und deren Veränderung ifirken sielt auf die Preßkraft des Kolbens 22 aus. Je nach der Größe der Preßkraft werden die Ringe 10 und

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11 gegen die Dehnbuchse 4 gespreizt. Das Druckmittel 15 beaufschlagt jeweils ringförmige Stirnflächen 28. Eine Teilumfangsflache 29 der Dehnbuchse 4 ist vorteilhafterweise ebenfalls vom gleichen Druck beaufschlagt. Der Druckraum 8 besitzt ferner eine öffnung 30, die während des Betriebs mit einer Schraube 31 verschlossen gehalten wird. Die Schraube 31 ist mittels Gewinde im Verschlußstück 20 eingeschraubt.

Gemäß Fig. 2 ist eine lange Dehnbuchse 4 verwendet. Die Anordnung des Druckraumes 8 und des Kolbens 22 ist gleich wie in Figur 1. Der Druckraum 8 ist nur weit größer und mit zusätzlichen Kanälen 32 und 33 versehen. Jeder der Kanäle führt zu einem Druckraum 13 zwischen den konischen Ringen 10 und 12. Die konischen Ringe 11 und 12 bilden jeweils ein Paar. Beide Ringe des Paares werden an ihren großen Stirn-Ringflächen beaufschlagt. Der hydraulische Druck kann daher unmittelbar auf einen innen konischen Ring 10 wirken, wobei der Ring 10 mit seiner Außenfläche an der Dehnbuchse 4 liegt. Der hydraulische Druck kann aber auch mittelbar über den außen konischen Ring 12 wirken, der seinerseits einen konischen Ring 10 oder 11 sprefet. Dabei gleichen sich die jeweiligen Reibkräfte aus, weil jeder Ring eine konische und eine zylindrische Fläche besitzt. Eine Abänderung ist auch an der Dichtmanschette l8 vorgenommen. Für die Dichtmanschette l8 ist ein U-Querschnitt vorgesehen, der in einem Ringraum 34 an den Druckraum 8 anschließend liegt.

Es wird besonders auf den in der hohlen Einstellschraube 25 sichtbaren Schaft 24 verwiesen. Dadurch kann jederzeit die Stellung des Kolbens 22 erkannt werden. Die eingestellte Vorspannung der Federn 27 wird dadurch ebenfalls sichtbar gemacht. Von besonderem Vorteil ist die gute Spreizwirkung der Erfindung in Verbindung mit einer durch die konischen Ringe erzielbaren Dichtwirkung gegenüber dem hydraulischen Druckmittel. Es 1st daher besonders erfinderisch, ineinandersteokbare Konen al» Dicht-Elemente vorzusehen.

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In Betraufcfc gesogene 1. Das 1.287.906

2, iron and Steel Engineer/ July 1969/ Seiten 59 ff,

insbesondere Seite 6l

Claims (1)

1. Patentansprüche

   Walzscheibenbefestigung, insbesondere für mit fliegend gelagerten Walzscheiben versehene Drahtwalzwerke , deren Wellenstumpf einen hydraulischen Druckraum mit einem von außen betätigbaren Kolben aufnimmt, wobei der Druck auf eine konzentrische Dehnbuchse übertragbar ist zwecks Mitnahme der aufsteckbaren Walzscheibe, gekennzeichnet durch

   mindestens einen auf einem außen konischen Gegenstück (5; 12) axial verschiebbaren, innen konischen Ring (10; 11), der mittelbar oder unmittelbar mit Hilfe

   P des hydraulischen Druckes innerhalb der Dehnbuchse (4)

   spreizbar ist*

   2. ,Walzscheibenbefestigung nach Anspruch 1, ■ , dadurch gekennzeichnet,

   daß das Gegenstück aus einem konischen Wellenabsatz (5) oder einem außen konischen Ring (12) besteht.

   "J, Walzscheibenbefestigung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch

   paarweise außen und innen konische Ringe (10,12; 11,12), von denen der mit dem AuSenkonus (12) oder der mit dem Innenkonus (10,11) an eine« axialen Anschlag liegt.

   4. Walzscheibenbefestigung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch

   paarweise außen und Innen konische Ringe (10,11,12), die beide an den Stirnseiten (28) durch den hydraulischen Druck beaufschlagbar sind.

   5. VfaliBöheibenbefestigung nach Anspruch 3t gekennzeichnet durch

   •inen axial eineteilbaren Anschlag, der aus iiwt Konterrmittern (l6,17) besteht.

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   6. Walzsoheibenbefestigung nach den Ansprüchen 1 bis 5» gekennzeichnet durch

   ein die Entfernung.zwischen zwei in einem hydraulischen Druclcraum sich gegenüberliegende konische Ringe (10/12; 11/12) bestimmendes DistanzstUck

   7. Walzscheibenbefestigung nach den Ansprüchen 1 bis6, gekennzeichnet durch ein in den Wellenstumpf (l) einsetzbares VerschluBstück (20) für einen hydraulischen Druckraum (8)»

   8. Walzscheibenbefestigung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch

   eine in das Verschlußstück (20) einschraubbare hohle Einstellsehraube (25) zur Aufnahme des Kolbens (22), der einen Absatz (2^) aufweist, gegen den sich eine oder mehrere an der Einstellschraube (25) anliegende Druck-Federn (27)abstützen.

   9. Walzscheibenbefestigung nach den Ansprüchen 1 bis 8, gekennzeichnet'durcn eine verschließbare Kontrollöffnung (50) in dem Verschlußstück (20) für den hydraulischen

   /... Druckraum (8),

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