DE19504401C1 - Verfahren zum Einstellen des Lagerspiels von Wälzlagern mit hydraulischen Spannmuttern oder Lagereinstellringen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen des Lager­ spiels an einem Lager gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiges Verfahren ist aus der Druckschrift "Montage- und Wartungsanleitung für 4reihige Kegelrollenlager" mit dem Druckvermerk "Dd 7449-91" der Firma SKF, dort insbesondere Seiten 16 und 17, bekannt. Die dabei verwendeten Kegelrollen­ lager weisen ein erhebliches Gewicht auf, wenn sie beispiels­ weise als Arbeitswalzenlager von Warm- oder Kaltwalzgerüsten ausgelegt sind. Zum freien Abwälzen auf dem Walzenzapfen benötigen die Innenringe der Kegelrollenlager ein axiales Spiel. Dieses wird dadurch erzielt, daß zunächst die Mutter fest ange­ zogen wird. Nach dieser axialen Verspannung aller Teile wird die Mutter anschließend gelockert. Nach Einstellung des Axial­ spiels auf diese Weise müssen die Mutter und ein geteilter Klappring oder Nutring noch gegeneinander gegen Verdrehung gesichert werden.

Da die Abmessungen der Bauteile häufig Durchmesser von mehr als 500 mm betragen und die Bauteile dadurch ein dem­ entsprechendes Gewicht aufweisen, sind bislang zum Vorspan­ nen des Lagers besondere Werkzeuge notwendig. Häufig wird in der Praxis ent­ gegen den Richtlinien ein Kran zum Anziehen der Mutter benutzt.

In der Praxis sind derartige Muttern sehr schwer­ gängig aufgrund von Korrosion in den aggressiven Umgebungsmedien der Walzgerüste. Es ist daher nicht auszuschließen, daß wegen des erheblichen Arbeits­ aufwandes manchmal ein verkürzter Arbeitsablauf in der betrieblichen Praxis gewählt wird, indem die Mutter nicht zunächst fest angezogen und vorge­ spannt wird, und anschließend gelockert wird, sondern indem die Mutter von Anfang an auf ledig­ lich ein Maß angezogen wird, welches das gewünsch­ te Lagerspiel ergeben soll. Hieraus sich ergebende Fehleinstellungen führen zu erheblich verstärktem Lagerverschleiß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren zu schaffen, mit dem das Einstellen eines Lagerspiels schnell, einfach und mit grober Präzision möglich ist.

Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß dem Anspruch 1 gelöst.

Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, eine hydraulische Spannmutter oder einen hydrau­ lischen Lagereinstellring am Lager zu verwenden. Dabei sind im Ring der Spannmutter bzw. im Lager­ einstellring mehrere hydraulisch beaufschlagte Kolben vorgesehen, die einen Druck auf die ihnen anliegenden Bauteile ausüben, beispielsweise auf den Druckring. Bei Durchbiegungen und Verkantungen, wie sie im Betrieb bei den Walzen der Walzgerüste vorkommen, bieten die hydraulischen Spannmuttern bzw. die Lagereinstellringe den Vorteil, daß durch den hydraulischen Verbund mehrerer Kolben die Kolben an einer Stelle des Lagers eingedrückt werden können, während die gegenüberliegenden Kolben durch den Druckausgleich der Hydraulik­ flüssigkeit herausgedrückt werden.

Auf diese Weise kann zwar eine Vorspannung des Lagers erzielt werden, wie bei einem festen Lagerring, ein übermäßiger Verschleiß oder ein Schlagen des Lagers tritt jedoch nicht auf, da das Lager nicht starr ist.

Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, das Lager in an sich bekannter Weise zunächst vorzu­ spannen, indem die Kolben der hydraulischen Spann­ mutter oder des Lagereinstellringes zunächst einem sehr hohen Druck, beispielsweise 100 bar, ausge­ setzt werden. Anschließend wird der hydraulische Druck der Spannmutter bzw. des Lagereinstellringes zurückgenommen und dieses drucklos entspannt, wo­ bei jedoch das hydraulische System zumindest im Bereich des Einstellringes bzw. der Spannmutter geschlossen bleibt.

Um dabei ein Lagerspiel zu ermöglichen, schlägt die Erfindung vor, nicht unter jedem Kolben der hydrau­ lischen Spannmutter oder des Lagereinstellringes ein Distanzstück vorzusehen, welches nach dem Vorspannen der Spannmutter bzw. des Lagereinstell­ ringes bei entspannter Hydraulik entnommen werden kann. Vielmehr schlägt die Erfindung vor, die Zahl der verwendeten Distanzstücke geringer zu halten als die Zahl der in der Spannmutter bzw. in dem Lagereinstellring vorgesehenen Kolben. Dabei weist ein Distanzstück die mehrfache Dicke des gewünsch­ ten Lagerspiels auf, wobei ein derartiges Distanz­ stück lediglich an einem Kolben beim Vorspannen des Lagers angeordnet wird, aber das Lagerspiel für mehrere Kolben einstellt, entsprechend dem Viel­ fachen seiner Dicke des gewünschten Lagerspiels.

Bei entspannter, jedoch hydraulisch geschlossener Spannmutter oder Lagereinstellring kann das Distanz­ stück dann entnommen werden und im Betrieb stellt sich automatisch ein gleichmäßiges Lagerspiel ein, da auftretende Druckbelastungen an den Kolben, die den benachbarten Lagerbauteilen unmittelbar anliegen, zum Eindrücken der Kolben führen. Das hydraulische System übt durch seinen Druckausgleich einen Druck auf den Kolben aus, bei dem das Distanz­ stück vorgesehen und anschließend entfernt worden war, so daß dieser Kolben ausgefahren wird, wenn andere Kolben eingedrückt werden. Bei der gleich­ mäßigen Rotation der Walzen in einem Walzengerüst beispielsweise wird aufgrund einer gewissen Durchbiegung der Walzen eine gleichmäßige Beauf­ schlagung der Kolben erfolgen, bis sich ein gleich­ mäßiges Lagerspiel eingestellt hat.

Durch die Verwendung einer reduzierten Anzahl von Distanzstücken im Vergleich zur Anzahl der Kolben wird die Montage erleichtert, indem die Montage­ zeit verkürzt wird und die Verwendung von Distanz­ stücken an den Kolben vorgesehen werden kann, die am einfachsten zugänglich sind.

Vorteilhaft kann lediglich an einem einzigen Kolben die Anbringung der Distanzstücke, insbesondere lediglich eines einzigen Distanzstückes, vorgesehen sein, so daß hier die beschriebenen Vorteile in besonders deutlicher Form zum Tragen kommen. Bei der Verwendung einer Spannmutter oder eines Lager­ einstellringes mit zehn Kolben und bei einem gewünschten Lagerspiel von 0,4 mm kann demzufolge an einem einzigen Kolben zunächst ein 4 mm starkes Distanzstück, beispielsweise ein ent­ sprechend bemessenes Stahlblech, eingesetzt werden, bevor die Spannmutter oder der Lagereinstellring mit hohem Druck vorgespannt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der Zeichnungen im folgenden näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Detailausschnitt aus dem Lager­ bereich einer Walze in einem Walz­ gerüst, wobei der Bereich um einen hydraulischen Spannring im Schnitt dargestellt ist,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen zweiteilig ausgebildeten hydraulischen Spann­ ring und

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Lager­ bereich einer Walze innerhalb eines Walzgerüstes.

In Fig. 1 ist mit 1 der Achszapfen einer Arbeits­ walze eines Walzgerüstes dargestellt. Der Achs­ zapfen ist in einem Lager gelagert, welches aus Fig. 1 nicht ersichtlich ist und welches durch einen Druckring 2 beaufschlagt wird, wobei je nach Druck des Druckringes 2 eine ständige Vorspannung des Lagers erzielt werden kann.

Zu diesem Zweck ist der Druckring 2 nicht, wie aus dem Stand der Technik bekannt, mit Hilfe einer groben Spannmutter druckbeaufschlagt, sondern durch eine sogenannte hydraulische Spannmutter, die mehrere Kolben 3 innerhalb eines Spannringes 4 aufweist.

Derartige Spannringe 4 können einteilig ausgebildet sein oder auch mehrteilig, wie anhand von Fig. 2 deutlich wird. Dort ist ein zweiteiliger Spannring 4 dargestellt, bei dem auf jedem Halbring vier Kolben 3 regelmäßig verteilt angeordnet sind. Die beiden Halbringe können um ein Gelenk 5 gegeneinander ver­ schwenkt werden und mit Hilfe einer Schraube 6 mit­ einander zu einem fest geschlossenen Spannring 4 verbunden werden.

Zumindest die vier innerhalb eines Halbringes ange­ ordneten Kolben 3 sind miteinander durch eine hy­ draulische Verbindungsleitung 7 zu einer Gruppe verbunden. Vorteilhaft kann eine Verbindung zwischen den beiden Halbringen des Spannringes 4 hergestellt werden, beispielsweise durch einen stets angeschlossenen flexiblen Hochdruckschlauch oder durch ein Rohr, welches nach der Montage des Spannringes 4, also nachdem die beiden Halbringe mit Hilfe der Schraube 6 geschlossen sind, an ent­ sprechende Anschlüsse der beiden Halbringe an­ schließt und auf diese Weise sämtliche Kolben 3 des hydraulischen Spannringes 4 miteinander zu einer Gruppe und einem einzigen Hydrauliksystem zu­ sammenfaßt.

Wenn bei einer Anordnung entsprechend Fig. 1 ein Lagerspiel eingestellt werden soll, wird zunächst im drucklosen Zustand nach der Montage des Spannringes 4 ein Distanzstück 8 beispielsweise in Form einer Stahlblechplatte zwischen einen der Kolben 3 und den Druckring 2 eingebracht. Im drucklosen Zustand lädt sich der Kolben 3 problemlos in das Innere des Spannringes 4 einschieben.

Das Distanzstück 8 ist dabei in Abhängigkeit von der Anzahl der Kolben 3 so dick bemessen, daß es dem Vielfachen des später gewünschten Lagerspiels ent­ spricht. Zum Beispiel bei der in Fig. 2 dargestell­ ten Anordnung von acht Kolben innerhalb eines Spannringes 4 kann bei einem gewünschten Lagerspiel von 0,4 mm die Dicke des Distanzstückes 3,2 mm be­ tragen, so daß durch die Verwendung dieses einzigen Distanzstückes 8 das Lagerspiel für sämtliche im Spannring 4 vorgesehene Kolben 3 einstellbar ist.

Vorzugsweise weist das Distanzstück 8 eine Handhabe in Form einer Öse oder Lasche auf, an der es später zwischen dem Kolben 3 und dem Druckring 2 wieder entfernt werden kann, indem es mit einer Zange, einem Haken od. dgl. erfaßt werden kann.

Nachdem das Distanzstück 8 positioniert worden ist, wird der Druckring 2 vorgespannt, d. h. das ge­ samte Lager wird vorgespannt, indem die hydrau­ lische Spannmutter druckbeaufschlagt wird. Durch die Verbindungsleitung 7 stellt sich bei einteiligem Spannring 4 ein gleichmäßiger hydraulischer Druck an allen Kolben 3 des Spannringes 4 ein.

Wenn, wie in Fig. 2 dargestellt, ein mehrteiliger Spannring 4 verwendet wird, und falls nicht sämtliche darin angeordnete Kolben 3 durch eine Verbindungsleitung 7 miteinander verbunden sind, so kann ein Distanzstück 8 in jeder der Kolbengruppen vorgesehen sein, die miteinander hydraulisch verbunden sind. In dem Spannring 4 von Fig. 2 sind zwei Gruppen zu jeweils vier Kolben 3 vorgesehen, so daß bei dem gewünschten Lagerspiel von 0,4 mm in jeder Gruppe von vier Kolben 3 an einem dieser Kolben 3 ein Distanzstück 8 mit einer Stärke von 1,6 mm zu verwenden ist, also insgesamt zwei Distanzstücke 8 an diesem zweiteiligen Spann­ ring 4.

Bei einteiligen Spannringen oder wenn bei mehr­ teiligen Spannringen sämtliche Kolben durch ent­ sprechende Überbrückungsstücke zu einem einzigen hydraulischen System zusammengeschlossen sind, kann die Handhabung der Distanzstücke 8 vereinfacht werden, indem lediglich ein einziges Distanzstück 8 Verwendung finden kann. Zur Einstellung des ge­ wünschten Lagerspiels können selbstverständlich auch mehrere Distanzstücke 8 an demselben Kolben 3 an­ liegend vorgesehen werden, um die gewünschte Dicke zu erzielen.

Nach der Einbringung des Distanzstückes bzw. der Distanzstücke 8 wird das Lager vorgespannt, indem ein Druck von beispielsweise 100 bar auf die hy­ draulische Spannmutter gegeben wird. Hierdurch werden alle Bauteile axial unter Schluß gebracht.

Anschließend wird das Hydrauliksystem geöffnet, also drucklos gemacht, so daß nun das Distanzstück 8 problemlos entfernt werden kann. Alle Kolben des Spannsystems sind über die Druckausgleichsboh­ rungen der Verbindungsleitung 7 miteinander ver­ bunden, so daß sich nun durch den Druckausgleich ein gleichmäßiges Spiel an allen Kolben 3 einer Gruppe von Kolben 3 bzw. an einem gesamten Spannring 4 während des Betriebes einstellt.

In Fig. 3 ist in gegenüber Fig. 1 kleinerem Maß­ stab der Endbereich einer Walze mitsamt Lager dar­ gestellt, wobei auch hier der Druckring mit 2 be­ zeichnet ist. Der Achszapfen 1 ist in einem vier­ reihigen Kegelrollenlager 9 gelagert.

Der Druckring 2 wird bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine mechanische Spann­ mutter beaufschlagt, wie dies aus dem Stand der Technik als Alternative zur Verwendung hydrau­ lischer Spannmuttern bekannt ist. Der Durchmesser dieser Spannmutter beträgt in der Praxis häufig mehr als 500 mm, wobei eine Handhabung dieser Spann­ mutter nicht nur wegen deren Gewicht, sondern auch wegen der Reibung sehr schwierig ist und hoher Kräftebedarf. Insbesondere bei leicht ankorro­ dierten Oberflächen, wie sie in der Praxis häufig anzutreffen sind, muß die Spannmutter mit Kräften gehandhabt werden, die ein exaktes und feinfühliges Einstellen des Lagerspiels nicht zulassen.

Erfindungsgemäß kann demgegenüber mit Hilfe der hydraulischen Spannmuttern ein präzises Lagerspiel innerhalb kürzester Zeit eingestellt werden. Insbesondere dadurch, daß wahlweise einer der Kolben mit dem Distanzstück 8 versehen werden kann, kann der Arbeitsablauf erleichtert werden, indem der am besten zugängliche Kolben 3 ausgewählt wird.

Selbstverständlich kann anstelle der im Ausführungs­ beispiel dargestellten hydraulischen Spannmutter auch ein hydraulischer Lagereinstellring verwendet werden, wobei das erfindungsgemäße Verfahren ent­ sprechend angewendet werden kann.

Claims (2)

1. Verfahren zum Einstellen des Lagerspiels an einem La­ ger, wobei zunächst das Lager unter hohem Druck vorge­ spannt wird und anschließend drucklos entspannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer hy­ draulischen Spannmutter oder eines hydraulischen Lagereinstellringes mit mehreren hydraulisch zu einer Gruppe verbundenen Kolben (3) zwischen wenigstens einen der Kolben (3) der Spannmutter und das durch die­ sen Kolben (3) beaufschlagte Bauteil (Druckring (2) wenigstens ein Distanzstück (8) eingesetzt wird, dessen Dicke einem Mehrfachen des gewünschten Lagerspiels entspricht, wobei insgesamt die Dicke sämtlicher Distanz­ stücke (8) dem gewünschten Lagerspiel, multipliziert mit der Anzahl der Kolben (3) der Spannmutter, entspricht und wobei schließlich nach dem Vorspannen des Lagers das oder die Distanzstücke (8) bei druckloser, jedoch hy­ draulisch geschlossener Spannmutter oder Lagereinstell­ ring entfernt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur an einem Kolben (3) anliegend ein oder mehrere Distanzstücke (8) angeordnet werden.