Die Erfindung betrifft eine Lagerbuchse für ein Einbaustück, auch Lagergehäuse genannt, zum drehbaren Lagern eines Walzenzapfens einer Walze in einem Walzgerüst.

Derartige Lagerbuchsen sind im Stand der Technik, z.B. in der US 3,743,367 oder US 2014/0169712 A1 grundsätzlich bekannt. Die aus den beiden genannten Druckschriften bekannten Lagerbuchsen weisen jeweils zwei Bohrungen für eine mögliche Ölzufuhr in den von der Lagerbuchse aufgespannten Innenraum zwischen der Lagerbuchse und dem darin gelagerten Walzenzapfen auf, wobei nur eine der zwei Öltaschen als Ölzufuhr genutzt wird. Durch das in den Innenraum eingepumpte Öl bildet sich zwischen der Lagerbuchse und dem Walzenzapfen jeweils ein Ölfilm aus, der insbesondere zu Beginn eines Walzvorgangs eine Trennung zwischen einer sich drehenden Stützwalze und dem stehendem Einbaustück herstellt. Dieser Ölfilm zwischen der drehfest in das Einbaustück eingebauten Lagerbuchse und dem sich drehenden Zapfen der Walze verhindert vorteilhafterweise auch im Stand der Technik bereits eine Reibung. Die Lagerbuchsen aus dem Stand der Technik besitzen im eingebauten Zustand typischerweise eine Lastzone. Bei oberen Stützwalzen befindet sich die Lastzone oben; bei unteren Stützwalzen in einem Walzgerüst befindet sich die Lastzone nach unten gerichtet. Die Lagerbuchsen weisen typischerweise im Bereich der Ölzufuhr eine hydrodynamische Zuführungstasche für das Öl auf, die bei ca. 270° in Drehrichtung vor der Lastzone liegt.

Im Bereich der Lastzone kann die Lagerbuchse aufgrund eines fehlerhaften Betriebes auf ihrer Innenseite Verschleiß erleiden. Um die insofern abgenutzte Lagerbuchse nach Ablauf der ersten Einsatzdauer nicht bereits wieder aufbereiten zu müssen, werden die Lagerbuchsen im Stand der Technik mit Hilfe eines an ihrer Stirnseite befindlichen Bundes aus ihren zugehörigen Einbaustücken herausgezogen, um 180° um ihre Längsachse gedreht und sodann wieder in das Einbaustück eingebaut. Diese Vorgehensweise ist möglich, weil die Lagerbuchsen im Stand der Technik typischerweise symmetrisch ausgebildet sind, d. h. sie besitzen die Zulaufbohrungen für die Ölzufuhr und die jeweils zugeordneten hydrodynamischen Öltaschen jeweils auf gegenüberliegenden Seiten der Lagerbuchse. Bei der Drehung um die Längsachse bleibt der Bund der Lagerbuchse an derselben Stirnseite des Einbaustücks wie vor der Drehung. Mit der besagten Drehung wird erreicht, dass der während der ersten Einsatzdauer verschlissene Bereich an der Innenseite der Lagerbuchse nun der Lastzone gegenüberliegt und im Bereich der Lastzone die Innenseite der Lagerbuchse zu Beginn einer zweiten Einsatzdauer noch neuwertig bzw. nicht verschlissen ist.

Der Druckaufbau in einem Ölfilmlager in der beschriebenen Art erfolgt in einem Keilspalt, der sich aufgrund der Durchmesserunterschiede zwischen Lagerbuchse und drehender Walze einstellt. Die zweite, nicht im Einsatz befindliche Öltasche, die in 90° in Drehrichtung vor der Lastzone angeordnet ist, verhindert bei den Lagerbuchsen im Stand der Technik einen kontinuierlichen Druckaufbau in dem Keilspalt, weil die jeweils dort befindliche Öltasche eine Unebenheit an der Innenseite der Wandung der Lagerbuchse repräsentiert. Dasselbe gilt auch für andere Störungen an einer ansonsten glatten Innenseite der Lagerbuchse.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine bekannte Lagerbuchse sowie ein zugehöriges Einbaustück dahingehend weiter zu bilden, dass ihre Tragfähigkeit erhöht wird.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Dieser ist dadurch gekennzeichnet, dass die erfindungsgemäße Lagerbuchse wenigstens eine Bohrung für die Ölzufuhr nur in einem einzigen Umfangswinkelbereich α von 70° < α < 1 10°, vorzugsweise von 80° < α < 100° in Drehrichtung der Walze, bezogen auf eine Halbebene, in welcher im Lastfall die maximale Walzkraft wirkt, aufweist. Außerdem wird beansprucht, dass die Innenseite der Lagerbuchse in einem Umfang zum Winkelbereich ß mit 180° < ß < 360° in Drehrichtung der Walze bezogen auf die Halbebene glatt ausgebildet ist. Der Begriff„Öl" steht synonym für ein beliebiges Kühl- und/oder Schmiermittel.

Im Lastfalle verschiebt sich der Walzenzapfen in radialer Richtung aus der Mitte der Lagerbuchse heraus. Es entsteht dann im Querschnitt ein sichelförmiger Ölfilm. Im Bereich maximaler Last ist der Querschnitt des Films minimal; demgegenüber ist er auf der gegenüberliegenden Seite maximal. Der für den Druckaufbau des Öls innerhalb des Ringspaltes zwischen Lagerbuchse und Walzenzapfen relevante Bereich befindet sich bei der erfindungsgemäßen Lagerbuchse gegenüberliegend zu der Bohrung für die Ölzufuhr, d.h. in etwa in einem Winkelbereich von 180°-360° in Drehrichtung der Walze gesehen bezogen auf die Halbebene. Je größer dieser Winkelbereich für den Druckaufbau ist, desto größer ist die Tragfähigkeit der Lageranordnung. Für einen möglichst großen Druckaufbau ist es entscheidend, dass die Flächen, welche den sichelförmigen Ringspalt für das Öl begrenzen, d.h., die Oberfläche des Walzenzapfens und die Innenseite der Lagerbuchse in diesem Bereich des Druckaufbaus möglichst glatt ausgebildet sind, d.h. die Oberflächen der den Spalt begrenzenden Elemente sollten möglichst homogen sein und keine Unebenheiten, insbesondere keine Bohrungen oder Öltaschen aufweisen.

Durch das weiterhin beanspruchte Merkmal für die erfindungsgemäße Lagerbuchse, nämlich dass diese eine Bohrung für die Ölzufuhr nur in einem einzigen Umfangswinkelbereich aufweist, der dem besagten Bereich für den Druckaufbau gegenüberliegt, wird insbesondere gewährleistet, dass eine solche Bohrung für die Ölzufuhr nicht in dem Bereich des gewünschten Druckaufbaus angeordnet wird, sodass dieser Bereich nicht durch eine Bohrung für die Ölzufuhr gestört wird. Bei einer solchen erfindungsgemäß beanspruchten Ausgestaltung der Lagerbuchse erstreckt sich der Winkelbereich ß für den Druckaufbau dann vorteilhafterweise über einen Winkelbereich von 180°, was zu einem maximalen Druckaufbau und damit auch zu einer maximalen Tragfähigkeit der Lagerbuchse führt.

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel für die Erfindung weist die Lagerbuchse an der Wand ihres Innenraums vorzugsweise nur eine einzige hydrodynamische Öltasche im Bereich der wenigstens einen Bohrung auf. Mit diesem Merkmal wird vorteilhafterweise sichergestellt, dass die Öltasche allenfalls im Bereich der Bohrung, nicht jedoch in dem besagten Bereich des Druckaufbaus, d.h. im Umfangswinkelbereich ß, angeordnet sein darf.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird beansprucht, dass die Lagerbuchse an keiner ihrer Stirnseiten einen Bund bzw. Wulst aufweisen sollte, welcher in radialer Richtung den sonstigen Außendurchmesser der Lagerbuchse übersteigt.

Derartige Bunde sind an den Lagerbuchsen im Stand der Technik in der Regel angebracht, weil sie lange Zeit zum Demontieren der Lagereinheit von der Walze erforderlich waren. Mittlerweile gibt es jedoch Verfahren, um Lagereinheiten auch ohne solche Bunde von Walzen demontieren zu können.

Das Nichtvorsehen solcher Bunde bietet den Vorteil, dass auch die Lagerbuchsen der beanspruchten Art mit einem Winkelbereich α für die Ölzufuhr wiederverwendet werden können, wenn sie nach einer ersten Einsatzdauer lokal im Bereich der Lastzone verschlissen sind, ohne dass sie zunächst wieder aufbereitet werden müssten. Für die Wiederverwendung werden die erfindungsgemäßen Lagerbuchsen nach Ablauf der ersten Einsatzdauer aus ihrem Einbaustück ausgebaut und nachfolgend - nach einer Drehung um 180° um ihre Querachse Q - wieder in das Einbaustück eingebaut. Weil die Bereiche des stärksten Verschleißes an der Innenseite der Lagerbuchse typischerweise im Bereich maximaler Last auftreten, kann durch diese beschriebene Umbaumaßnahme vorteilhafter erreicht werden, dass nach dem Umdrehen der Lagerbuchse der neue Lastbereich noch neuwertig ist. Erst nach einer zweiten Einsatzdauer, wenn die beiden gegenüberliegenden Winkelbereiche Abnutzungserscheinungen aufweisen, wird dann die Lagerbuchse einer Aufbereitung zugeführt.

Vorteilhafterweise ist die Lagerbuchse einteilig ausgebildet; auch dieses Merkmal verhindert vorteilhafterweise Störungen in der Oberfläche der Innenseite im Bereich des Druckaufbaus, d.h. im Winkelbereich ß.

Die obengenannte Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch ein Einbaustück gemäß Patentanspruch 5 gelöst. Die Vorteile des Einbaustücks entsprechen den oben mit Bezug auf die Lagerbuchse genannten Vorteilen.

Der Erfindung sind zwei Figuren beigefügt, wobei

Fig. 1 ein Einbaustück mit einer erfindungsgemäßen Lagerbuchse; und

Fig. 2 ein Querschnitt durch die erfindungsgemäße Lagerbuchse für eine obere Stützwalze in einem Walzgerüst im Lastfalle zeigt.

Die Erfindung wird nachfolgend in Form von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die genannten Figuren detailliert beschrieben. In allen Figuren sind gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Fig. 1 zeigt ein Einbaustück (200) mit einer erfindungsgemäßen Lagerbuchse (100) zum drehbaren Lagern eines Walzenzapfens einer Walze in einem Walzgerüst. Die Einbaustücke sind, gegebenenfalls mit den darin gelagerten Walzen, in den Ständern des Walzgerüstes vertikal verfahrbar. In dem Einbaustück (200) ist ein Zulaufkanal (210) erkennbar zum Zuführen von Öl durch wenigstens eine Bohrung (1 10) in der Lagerbuchse in den Innenraum der Lagerbuchse.

Die Bohrungen (1 10) für die Ölzufuhr münden auf der Innenseite der Lagerbuchse (100) typischerweise in einer hydrodynamischen Öltasche (130), d.h. einer flächigen Aussparung im Bereich der Bohrungen, wie in Fig. 1 gezeigt. Die Lagerbuchse (100) hat den Außendurchmesser D. Ihr Innenraum ist mit dem Bezugszeichen 120 bezeichnet.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Lagerbuchse (100) mit eingezeichnetem Querschnitt durch den Walzenzapfen (310) einer Walze (300). In Fig. 2 ist die Lastsituation für eine Lagerbuchse einer oberen Stützwalze in einem Walzgerüst dargestellt; in diesem Fall wird der Walzenzapfen (310) in radialer Richtung gegen die obere Innenseite der Lagerbuchse gedrückt aufgrund der Walzkraft (F). Die Lagerbuchse (100) weist wenigstens eine Bohrung (1 10) für die Ölzufuhr auf, wobei diese wenigstens eine Bohrung in einem einzigen Umfangswinkelbereich (a) von 70° < a < 1 10°, vorzugsweise von 80° < a < 100° in Drehrichtung (R) der Walze bezogen auf eine Halbebene (W) liegt. Die Halbebene (W) erstreckt sich, ausgehend von der Mittelachse der Lagerbuchse an einer Winkelposition von 0° in Richtung der Last, wie in Fig. 2 gezeigt.

Die Innenseite der Lagerbuchse ist in einem der Bohrungen für die Ölzufuhr gegenüberliegenden Umfangswinkelbereichs (ß) mit 180° < ß < 360° in Drehrichtung der Walze bezogen auf die Halbebene (W) glatt ausgebildet. Das heißt, insbesondere befindet sich in diesem Bereich an der Innenseite der Lagerbuchse keine Inhomogenitäten bzw. Unebenheitsstellen, wie beispielsweise Bohrungen oder Aussparungen, welche zu Verwirbelungen in der Ölströmung und damit zu einer Verschlechterung des Druckaufbau und damit auch zu einer Verschlechterung der Tragkraft der Lagerbuchse bzw. des Einbaustücks führen würden. Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, erstreckt sich der Winkelbereich ß für den Druckaufbau vorteilhafterweise über nahezu 180°, weshalb die Tragfähigkeit des erfindungsgemäßen Lagers größer ist als bei vergleichbaren Lagern, bei denen der Druckaufbau aufgrund der besagten Inhomogenitäten an der Innenseite der Lagerbuchse auf einen wesentlich kleineren Umfangswinkelbereich beschränkt ist.

Bezugszeichenliste

100 Lagerbuchse

1 10 Bohrung

120 Innenraum der Lagerbuchse

130 hydrodynamische Öltasche im Bereich der Olzufuhr

200 Einbaustück

210 Zulaufkanal für Öl

300 Walze

310 Walzenzapfen α Umfangswinkelbereich der Bohrung für die Olzufuhr ß Umfangswinkelbereich für einen störungsfreien Druckaufbau

R Drehrichtung der Walze

Q Querachse der Lagerbuchse

W Halbebene

D Außendurchmesser der Lagerbuchse