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Walze für Walzwerke. Die Erfindung betrifft eine neue Walzenkonstruktion,
insbesondere die Befestigung des Ballens auf der Walzenachse.
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Bisher wurden die Walzen, wie sie z. B. im Walzwerksbau Verwendung
finden, in. der Mehrzahl als massive Gußkörper hergestellt, bei denen die Zapfen
aus demselben Material bestehen wie der eigentliche Walzenballen selbst. Bei Verwendung
von Gleitlagern sind derartige Walzen an sich brauchbar, da der Unterschied im Durchmesser
von Zapfen und Walze ausreicht, um das Lagergehäuse unterzubringen. Als man aber
daranging, derartige Walzen oder Rollen auch mit Wälzlagern auszurüsten, zeigte
es sich, daß aus praktischen oder gießtechnischen Gründen der Zapfen nicht auf den
Durchmesser verringert werden konnte, der für den Einbau von Wälzlagern unbedingt
erforderlich ist, weil diese Lager zwar in der Breite sehr schmal sind, aber im
Durchmesser meistens größer als die Gleitlager. Es ist daher schon vorgeschlagen
worden, . in die gußeiserne Walze stählerne Zapfen an jedem Ende einzusetzen, wobei
auch noch der weitere Gedanke leitend war, daß die stählernen Zapfen für die Bearbeitung
und Lagerung überhaupt sich besser eignen als die mit dem Ballen in einem Stück
gegossenen Zapfen. Es zeigte sich jedoch, daß diese Art der Befestigung den außerordentlich
hohen Ansprüchen des Betriebes nicht gewachsen war und sich dauernd lockerte.
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Ein Mittel, um diesen Übelstand zu mildern, besteht darin, daß die
beiden Zapfen mit einer achsialen Bohrung versehen und dann mit Hilfe eines hindurchgesteckten
Ankerbolzens untereinander und roit dein Ballen verspannt werden. Wenn diese Konstruktion
auch besser ist als solche, bei denen die Zapfen nur mit Gewinde oder ähnlichen
Mitteln in den Ballenenden eingesetzt sind, so sind Lockerungen der Zapfen im Betriebe
dennoch unvermeidbar, weil eben die innerhalb des Ballens gelegene tragende Länge
der Zapfen immer nur verhältnismäßig kurz sein kann.
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Dieser Übelstand wird völlig vermieden bei den bekannten Walzen, deren
Ballen auf einer einzigen durchgehenden, über beide Ballenenden herausragenden Achse
befestigt sind. Diese wird mit den Ballen durch Eingießen von Metall zwischen Ballen
und Achse verbunden. Hierbei ergeben sich aber wieder Übelstände. Der Ballen ist
nicht auswechselbar und ist als massiver Zylinder gegossen, also sehr schwer und
schlecht zu kühlen.
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Es ist ferner vorgeschlagen worden, den Ballen hohl zu gestalten und
auf eine durchgehende Achse aufzuschieben, die auf der Welle mit Hilfe von 'Nut
und Feder gehalten wird. Die Sicherung des Ballens in achsialer Richtung erfolgt
bei dieser Einrichtung in der Weise, daß der Ballen sich an einen Bund der Welle
anlegt und in dieser Stellung durch eine auf der Achse aufgeschraubte Mutter gesichert
wird.
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Diese bekannte Walzenbefestigung ist an sich brauchbar, jedoch nicht
geeignet für den Einbau in Walzenständern, in denen die Lagerung mit Hilfe von Wälzlagern,
beispielsweise Kugel- oder Rollenlagern, erfolgen soll. Die Erfindung besteht gegenüber
den bekannten Einrichtungen darin, daß der Ballen mit Hilfe von federnden konischen
Spannhülsen auf einer durchgehenden Achse zentriert und festgeklemmt wird, wobei
die durchgehende Achse in bekannter M eise zugleich als Zuganker, Kraftübertragungsmittel
und
Walzenlagerung dient. Dabei wird gemäß der Erfindung der Kupplungsstummel unter
Einschaltung von Zwischenbuchsen als W-iderlager für die eine Spannhülse benutzt,
während gegen die andere Spannhülse die Spannmutter derart drückt, daß die von ihr
ausgeübte Achsialkraft in beiden Spannhülsen radiale Klemmkräfte erzeugt, die mit
großer Stärke sowohl zwischen der Achse und den Spannhülsen als auch zwischen diesen
und dem Walzenballen wirksam werden und eine einwandfreie Befestigung des Walzenballens
gewährleisten. Besonders günstig ist die neue Walzenbefestigung für die Anwendung
von Wälzlagern insofern, als zwischen die Glieder, mit deren Hilfe die Festklemmung
der Spannhülsen erfolgt, Laufringe von Wälzlagersystemen derart eingefügt werden
können, daß sie zugleich mit der Ballenspannvorrichtung mit einer Mutter festgeklemmt
werden. Dies ist insofern von besonderer Bedeutung, als bei Wälzlagern, die besonders
große Kräfte aufnehmen sollen, die übliche Befestigung durch Aufpressung des Innenringes
auf die Achse nicht ausreicht, sondern vielmehr noch eine zusätzliche Festklemmung
des Laufringes in der Achsrichtung erwünscht ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung
dargestellt. Abb. z zeigt die Gesamtanordnung im senkrechten Achsschnitt, Abb. z
eine abgeänderte Ausbildung der in der Achse angeordneten Wasserführung.
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Es bezeichnet a den Ballen, der ein einfacher hohlzylindrischer Körper
ist mit kegeligen Bohrungen b1 und b'= an beiden Enden und einer Aussparung c in
der Mitte. Hierdurch wird ein vollkommen regelmäßiger, leicht zu gießender und gut
durchzuhärtender Körper erhalten.
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In die konischen Bohrungen b passen konische Spannhülsen dl und d'-',
die beide gleichzeitig von einer Seite aus durch eine Mutter e derartig angespannt
werden können, daß einmal die M'alze fest auf die betreffende Sitzfläche gdpreßt
wird und anderseits die Innenringe f 1 und f
der Wälzlager wie auch
die Zwischenbuchsen g1 und g= gleichzeitig gegen den Bund h der Welle
i
gedrückt werden können.
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Da die Achse ein einziges Stück ist, so können die bekanntenKühlkanäle,
z. B.1, 7n, n, mit einer zentralen Zuleitung r für das Kühlwasser
darin angeordnet werden.
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Die `Montage der Walze erfolgt in folgender Weise Nachdem das Lagergehäuse
1 mit Wälzlager und Zwischenbuchse ; l und Spannhülse dl auf der Achse i befestigt
wird, wird der Ballenkörper a selbst aufgeschoben, und zwar derart, daß er mit der
einen konischen Bohrung auf die konische Spannbuchse dl aufsitzt. Dann wird die
zweite Spannbuchse d'= auf die Welle geschoben bis in die konische Bohrung b2 der
Walze. Nachdem in gleicher Meise die Zwischenbuchse g2 und der zweite Innenring
des Wälzlagers auf die Achse aufgebracht sind, wird das ganze System mittels der
Mutter e festgespannt, wodurch gleichzeitig die Innenringe beider Lager festgelegt
und der Ballenkörper selbst auf seine konischen Sitzflächen gebracht-werden. Ganz
zuletzt erfolgt dann did Montage des Lagergehäuses 2.
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Da nun der Ballen, wenn die Walze im Betrieb ist, stets durch die
Reibung mit dem Werkstück einer gewissen Erwärmung ausgesetzt wird, muß er sich
infolge der Ausdehnung noch fester auf die beiderseitigen konischen Spannhülsen
aufpressen und damit den für die vorliegenden Betriebsverhältnisse absolut sicheren
Sitz ergeben, zumal sich die Wärme nicht in dem gleichen Maße auf die konischen
Spannhülsen übertragen.kann, da dieselben- viel besser gekühlt werden als der dicke
Ballen.
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Um von vornherein eine große Vorspannung in die Ballenbefestigung
hineinzubringen, kann die Achse vor der Zusammensetzung der Einzelteile gut erwärmt
werden, dann werden alle Teile zusammengesetzt und mit der Mutter festgespannt.
Die später einsetzende Abkühlung der Achse bedingt eine gewisse Verkürzung, die
eine äußerst feste Einpressung der Spannhülsen bewirkt.