MOELLERING FRANK (DE)
WENDT STEFAN (DE)
MOELLERING FRANK (DE)
WO1991004107A1 | 1991-04-04 |
EP1606067B1 | 2006-08-30 | |||
GB2146277A | 1985-04-17 | |||
US2124677A | 1938-07-26 |
Patentansprüche 1 . Stauchwalzwerk zum seitlichen Stauchen eines Metallstrangs mit einem Paar mit den Mittelachsen senkrecht angeordneten, gegeneinander anstellbaren Stauchwalzen (9, 10), die mittels Gelenkwellen (29, 30) an einen Drehantrieb (31 , 32; 34) angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stauchwalzen (9, 10) über zusammen mit den Stauch- walzen (9, 10) verstellbare Getriebe (27, 28) und über jeweils mit einem der beiden Getriebe (27, 28) verbundene Gelenkwellen (29, 30) mit dem Drehantrieb (31 , 32; 34) verbunden sind, wobei die Gelenkwellen (29, 30) unter einem spitzen Winkel gegenüber der Horizontalen geneigt sind. 2. Stauchwalzwerk nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb zwei Antriebsmotoren (31 , 32) umfasst, von denen ein jeder, insbesondere über ein Übersetzungsgetriebe, mit einer der beiden Gelenkwellen (29, 30) verbunden ist. 3. Stauchwalzwerk nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gelenkwellen (29, 30) jeweils mit Getrieben (35, 37) verbunden sind und dass das zu einer der Gelenkwellen (29) gehörige Übersetzungsgetriebe (37) über eine Synchronwelle (36) mit dem Antriebsmotor (34) für den gemeinsamen Antrieb der beiden Übersetzungsgetriebe verbunden ist oder dass die beiden Gelenkwellen (29, 30) über ein gemeinsames Übersetzungsgetriebe und eine sich an die- ses anschließende Synchronwelle (36) mit dem Antriebsmotor (34) ver- bunden sind. Stauchwalzwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebe (35, 37) als Übersetzungsgetriebe und/oder als Kammwalzgetriebe ausgestaltet sind. Stauchwalzwerk nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronwelle (36) in mindestens einem Führungselement (38) gelagert ist, durch das sie gegenüber dem Boden abgestützt wird. Stauchwalzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantrieb unterhalb der Hüttenflur-Ebene (39) angeordnet ist. Stauchwalzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Hüttenflur-Ebene (39) eine Medienkette (33) gelagert ist, die mit den zwischen den Gelenkwellen (29, 30) und den Walzen (9, 10) angeordneten Getrieben (27, 28) verbunden ist und die zur Versorgung der Getriebe (27, 28) mit den für den Betrieb erforderlichen Medien, insbesondere mit einem Schmiermittel oder einem Kühlmittel, und mit elektrischer Spannung, insbesondere für Messgeräte, dient. Stauchwalzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Walzenständer mit zwei Querhäuptern (2, 3) und mehreren paarweise zwischen diesen angeordneten Holmen (4, 5, 6) umfasst. Stauchwalzwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Querhäupter (2, 3) jeweils Walzenanstelleinrichtungen (17, 18, 19, 20) aufnehmen, die jeweils auf eine der beiden Stauchwalzen (9, 10) wirken. Stauchwalzwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Querhäupter (2, 3) zumindest je einen Balancierzylinder (21 , 22) zum Vorspannen der Walzeinrichtung und zur Durchführung von Verfahrbewegungen beim Walzenwechsel aufweisen. Stauchwalzwerk nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Holmen (4, 6) Laufbahnen zur Führung von Balanciertraversen (1 1 , 12) der Walzen (9, 10) und der Getriebe (27, 28) angeordnet sind. Stauchwalzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass an den Stauchwalzen (9, 10) nach unten gerichtete Walzenzapfen (25, 26) angeordnet sind, die über Formschluss mit einem Walzentreffer in dem zugehörigen Getriebe (27, 28) verbunden sind. Stauchwalzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebe (27, 28) jeweils zweistufig mit Kegelradsätzen und Stirnradsätzen ausgeführt sind. 14. Stauchwalzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zu den Stauchwalzen (9, 10) zugehörigen Getriebe (27, 28) auf Laufbahnen auf Holmen (6) geführt werden und sich als einzelne Module in das Stauchwalzwerk einbauen lassen. Stauchwalzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebe (27, 28) mit seitlich angeordneten Schwingen (16) auf den unteren Holmen (6) gelagert sind, die ein Pendeln der Getriebe (27, 28) entsprechend der Bewegung der Stauchwalzentreffer erlauben. Stauchwalzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebsräder der Getriebe (27, 28) jeweils mit einem separatem Treffer zur Aufnahme des Walzenzapfens der Stauchwalzen (9, 10) ausgestattet sind. Stauchwalzwerk nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Treffer mit einem Außen- und Innenmehrkant zur Momentenübertragung ausgestattet sind. Stauchwalzwerk nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Treffer mit mindestens einem Zentrierring ausgestattet sind, die das zugehörige Getriebe (27, 28) exakt der Bewegung der jeweiligen Stauchwalze (9, 10) folgen lassen. |
Die Erfindung bezieht sich auf ein Stauchwalzwerk zum seitlichen Stauchen eines Metallstrangs mit einem Paar mit den Mittelachsen senkrecht angeordneten, gegeneinander anstellbaren Walzen, die mittels Gelenkwellen an einen Drehantrieb angeschlossen sind.
Derartige Stauchwalzwerke werden in erheblichem Umfang als Vertikalwalz- oder Stauchgerüste mit einem oder mehreren Querhäuptern oder Traversen ausgeführt.
Aus der EP 1 606 067 B1 ist ein Stauchwalzwerk für den Warmbetrieb bekannt, das ein Paar mit ihren Mittelachsen senkrecht angeordneten, gegeneinander anstellbaren Walzen umfasst, die mittels Gelenkwellen an zumindest einen Drehantrieb angeschlossen sind. Dieses Stauchwalzwerk zeichnet sich dadurch aus, dass der Drehantrieb für die beiden Walzen unterhalb der Hüttenflur- Ebene ortsfest angeordnet und mit jeweils einem ortsfesten Getriebe jeweils mit der Gelenkwelle antriebsmäßig verbunden ist. Ausgehend von einem Drehan- trieb, der aus einem schweren elektrischen Motor besteht, wird die Antriebskraft mittels einer waagrecht angeordneten, durchgehenden und drehgelagerten Antriebswelle und beidseitig abgezweigten Kegelradgetriebestufen auf die beiden gegenüber der Senkrechten unter einem spitzen Winkel geneigten Gelenkwellen übertragen, die ihrerseits ihre Drehbewegung in Gelenkwellenkopf- Aufnehmern über Gelenkwellenköpfe auf die Stauchwalzen übertragen. Das bekannte Stauchwalzwerk hat den Nachteil, dass es einen großen Bauraum einnimmt.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Stauchwalzwerk der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass es einfacher aufgebaut ist. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die beiden Walzen über zusammen mit den Walzen verstellbare Getriebe und über jeweils mit einem der beiden Getriebe verbundene Gelenkwellen mit dem Drehantrieb verbunden sind, wobei die Gelenkwellen unter einem spitzen Winkel gegenüber der Horizontalen geneigt sind.
Ein Vorteil der Erfindung ist, dass die Stauchwalzen und die zugehörigen Getriebe in von einander getrennte Baueinheiten aufgelöst sind. Ein weiterer Vorteil dieser neuen Ausgestaltung besteht darin, dass die Drehbewegung unmit- telbar von den über eine Synchronwelle mit einem einzigen Antriebsmotor verbundenen Übersetzungsgetrieben oder von den über jeweils einen eigenen Antriebsmotor angetriebenen Übersetzungsgetrieben auf die Gelenkwellen übertragen wird. Daher können diese unter einem spitzen Winkel zur Horizontalen angeordnet sein. Durch diesen Aufbau kann die sonst auf die geneigt gegen- über der Senkrechten stehenden Gelenkwellen entfallende Bauhöhe entfallen, und durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Stauchwalzwerks wird gegenüber dem Stand der Technik eine kompaktere Bauweise ermöglicht.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprü- chen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
Vorzugsweise umfasst der Drehantrieb zwei Antriebsmotoren, von denen ein jeder, insbesondere über ein Übersetzungsgetriebe, mit einer der beiden Gelenkwellen verbunden ist.
Alternativ hierzu lässt sich ebenfalls mit Vorteil vorsehen, dass die beiden Gelenkwellen jeweils mit Getrieben verbunden sind und dass das zu einer der Gelenkwellen gehörige Getriebe über eine Synchronwelle mit dem Antriebsmotor für den gemeinsamen Antrieb der beiden Getriebe verbunden ist. In einer weite- ren Alternative sind die beiden Gelenkwellen über ein gemeinsames Getriebe und eine sich an dieses anschließende Synchronwelle mit dem Antriebsmotor verbunden. Die Getriebe sind beispielsweise als Übersetzungsgetriebe und beispielsweise als Kammwalzgetriebe ausgebildet.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Synchronwelle in einem Führungs- element gelagert, durch das sie gegenüber dem Boden abgestützt wird.
Vorzugsweise ist der Drehantrieb unterhalb der Hüttenflur-Ebene angeordnet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass unterhalb der Hüttenflur-Ebene eine Medienkette gelagert ist, die mit den zwischen den Gelenkwellen und den Stauchwalzen angeordneten Getrieben verbunden ist und die zur Versorgung der Getriebe mit den für den Betrieb erforderlichen Medien, insbesondere mit einem Schmiermittel oder einem Kühlmittel, und mit elektrischer Spannung, insbesondere für Messgeräte, dient.
Von Vorteil ist es, wenn das Stauchwalzwerk einen Walzenständer mit zwei Querhäuptern und mehreren zwischen diesen angeordneten Holmen umfasst.
Vorzugsweise nehmen die Querhäupter jeweils Walzenanstelleinrichtungen auf, die jeweils auf eine der beiden Stauchwalzen wirken.
Mit Vorteil weisen die Querhäupter zumindest je einen Balancierzylinder zum Vorspannen der Walzeinrichtung und zur Durchführung von Verfahrbewegungen beim Walzenwechsel auf.
Vorteilhaft ist es auch, wenn auf den Holmen Laufbahnen zur Führung von Balanciertraversen, der Stauchwalzen und der Getriebe angeordnet sind.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass an den Stauchwalzen nach unten ge- richtete Walzenzapfen angeordnet sind, die über Formschluss mit einem Wal- zentreffer in dem zugehörigen Getriebe verbunden sind.
Das erfindungsgemäße Stauchwalzwerk besteht beispielsweise aus einem Walzenständer mit zwei Querhäuptern oder Traversen und jeweils zwei oberen, zwei mittleren und zwei unteren Holmen. Die Querhäupter nehmen zumindest je eine Walzenanstelleinrichtung auf, die mechanisch, hydraulisch arbeitet oder aus einer Kombination beider Betätigungsweisen besteht. Die Walzenanstelleinrichtung wirkt auf die beiden Stauchwalzen und übt die Walzkraft aus, die erforderlich ist, um die seitlichen Ränder eines Metallstrangs zu stauchen. Die zwei Querhäupter nehmen zumindest je einen Balancierzylinder auf, der eine Ausbalancierung, d. h. ein nahezu spielfreies Verspannen der Walzeneinrichtung, durchführt.
Die Querhäupter sind durch die Holme verbunden, die Kräfte aus dem Walz- prozess in allen drei Raumrichtungen aufnehmen. Zudem sind Laufbahnen auf den oberen und den unteren Holmen angeordnet, die die Balanciertraverse, die Stauchwalzen und die zugehörigen Getriebe führen. Die Laufbahnen können für bestimmte Anwendungszwecke geneigt sein. Ebenso können die Balancierzylinder und die Walzenanstelleinrichtung zur Erreichung der optimalen Kraftein- Stellung und für die Bewegungsübertragung geneigt angeordnet sein.
Die Balanciertraverse ist mit dem Balancierzylinder verbunden. Sie ist hier auf Laufbahnen auf den oberen Holmen geführt und formschlüssig mit dem Stauchwalzensatz verbunden . Beim Stauchwalzenwechsel verbleiben die Balan- ciertraversen und die Getriebe im Stauchwalzwerk.
Der Stauchwalzensatz wird durch die Walzenanstellung an das Walzgut gedrückt und übt die Walzkraft aus. Die Stauchwalze ist mit einem nach unten gerichteten Walzenzapfen ausgestattet, der über Formschluss mit einem Wal- zentreffer im Getriebe verbunden ist und so das Drehmoment von dem Getriebe auf die Walze überträgt. Hier wird der Formschluss durch einen walzenseitigen Flachzapfen und entsprechende Flachstellen im Walzentreffer des Getriebes gebildet, die über Verschleißplatten geschützt sind.
Die Stauchwalzen werden auf Laufbahnen auf den oberen Holmen geführt. Die entsprechenden Führungen an den Stauchwalzen sind drehbar und erlauben einen Ausgleich von Positionsunterschieden der Stauchwalzen gegenüber den Positionen im kalibrierten Zustand. Dadurch werden Zwang und durch diesen verursachte Beschädigungen von Lagern vermieden. Das Getriebe ist jeweils zweistufig mit Kegel radsätzen und Stirnradsätzen ausgeführt. Jedes Getriebe und jeder Walzentreffer der Stauchwalzen wird mit Vorteil auf Laufbahnen auf den gemäß der Erfindung zusätzlich zum Einsatz kommenden unteren Holmen geführt und lässt sich daher als einzelnes Modul in das Stauchwalzwerk einbauen. Die entsprechenden Führungen an den Getrie- bekästen sind drehbar und vermeiden dadurch Zwang in den Lagern und in der Verbindung zwischen der Stauchwalze und dem Getriebe. Beim Wechsel der Stauchwalzen können die Getriebe im Stauchwalzwerk verbleiben.
Die Getriebe folgen der Anstellbewegung der Stauchwalzen durch den Form- schluss. Die Verbindungsstelle ist beispielsweise mit einem Zentrierring ausgestattet, der es dem Getriebe erlaubt, exakt der Bewegung der Stauchwalze zu folgen.
Jedes Getriebe ist über eine Medienkette mit den für den Betrieb erforderlichen Medien und der elektrischen Versorgung verbunden. Die Versorgung der Balanciertraverse und der Stauchwalzen erfolgt über diese Medienkette.
Jedes Getriebe ist über eine Gelenkwelle mit Längenausgleich über je einen seitlich angeordneten Antriebsmotor verbunden. Alternativ ist auch die Verwen- dung nur eines einzigen Antriebsmotors möglich. Die Drehmomentenverteilung erfolgt dann über zusätzliche Übersetzungsgetriebe. Antriebsseitig sind die zusätzlichen Übersetzungsgetriebe mit einer Synchronwelle verbunden. Die Gelenkwellen sind an der Abtriebsseite dieser Übersetzungsgetriebe angeordnet. Die Synchronwelle kann mehrteilig sein und über ein oder mehrere Lagergehäuse unterstützt werden.
Durch die Auflösung des Stauchwalzwerks in eine Vielzahl von einzelnen Modulen ergeben sich gegenüber dem Stand der Technik eine verbesserte Wartung und Handhabung und eine geringere Fehleranfälligkeit. Konstruktive Änderungen lassen sich leicht durchführen. Erfindungswesentlich ist insbesondere die Modulbauweise der Stauchwalzenbalancierung, der Stauchwalzen und des Hauptantriebsgetriebes.
Vorzugsweise sind die Getriebe mit seitlich angeordneten Schwingen auf den unteren Holmen gelagert, die ein Pendeln der Getriebe entsprechend der Be- wegung der Stauchwalzentreffer erlauben. Hierbei sind die Abtriebsräder der Getriebe jeweils mit einem separaten Treffer zur Aufnahme des Walzenzapfens der Stauchwalzen ausgestattet. Die Treffer sind mit einem Außen- und Innen- mehrkant zur Momentenübertragung ausgestattet. Vorzugsweise sind die Treffer mit mindestens einem Zentrierring ausgestattet, die das zugehörige Getriebe exakt der Bewegung der jeweiligen Stauchwalze folgen lassen.
Zusammengefasst bestehen die Vorteile der Erfindung darin, dass sich das Stauchwalzwerk einfacher warten und leichter handhaben lässt als ein herkömmliches Stauchwalzwerk. Das erfindungsgemäße Stauchwalzwerk baut kompakter als ein Stauchwalzwerk nach dem Stand der Technik.
Gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Konzepten ist das erfindungsgemäße Stauchwalzwerk weniger störanfällig, und es hat kleinere Einzelmodule, die geringere Gewichte und eine geringere Bautiefe aufweisen. Das Antriebskonzept ist hinsichtlich des Einsatzes eines einzigen Antriebsmotors oder zweier Antriebsmotoren flexibel.
Nachstehend wird die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise geschnitten, einer ersten Ausführungs- form eines Stauchwalzwerks und
Fig. 2 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Stauchwalzwerks. Ein Stauchwalzwerk (Fig. 1 ) umfasst einen Rahmen 1 mit Querhäuptern 2, 3 und oberen, mittleren und unteren Holmen 4, 5 und 6. Zwischen den oberen Holmen 4 sind jeweils die oberen Lagergehäuse 7, 8 von Stauchwalzen 9, 10 auf Balanciertraversen 1 1 , 12 aufgenommen. Die unteren Lagergehäuse 13, 14 der Stauchwalzen 9, 10 werden im Bereich der mittleren Holme 5 von den Ba- lanciertraversen 1 1 , 12 aufgenommen.
Auf der Oberseite der oberen Holme 4 sind geneigte Fahrbahnen 15 angebracht, über die in an sich bekannter Weise die Stauchwalzen 9, 10, deren Lagergehäuse 13, 14 und die Balanciertraversen 1 1 , 12 verfahren werden. An- Stelleinrichtungen 17, 18, 19 und 20 drücken seitlich gegen die Lagergehäuse 13, 14 sowie die in ihnen gelagerten Stauchwalzen 9, 10, wodurch die Stauchwalzen 9, 10 ihrerseits gegen den zu walzenden Metall sträng angestellt werden. Auf der Oberseite der unteren Holme 6 sind Fahrbahnen, über die die Getriebe 27, 28 mittels Schwingen 16 verfahren werden. Zur Einstellung der ge- nauen Lage der Stauchwalzen 9, 10 und zur Vermeidung von Losen sind zwischen den Anstellantrieben zusätzlich Balancierzylinder 21 , 22 angeordnet, die mit ihren Kolbenstangen 23, 24 an den Balanciertraversen 1 1 , 12 angreifen und Positionierungenauigkeiten der AnStelleinrichtungen 17 bis 20 ausgleichen. Die Stauchwalzen 9, 10 sind jeweils mit Walzenzapfen 25, 26 oder Walzentref- fern ausgestattet, über die sie mit Getriebesätzen 27, 28 zusammenwirken, die ihr Antriebsmoment auf die Stauchwalzen 9, 10 übertragen. Die Getriebesätze 27, 28 umfassen jeweils Stirnradgetriebe mit schrägverzahnten Zahnrädern und Kegelradgetriebe; diese werden jeweils durch eine Gelenkwelle 29, 30 angetrieben. Die Gelenkwellen 29, 30 sind jeweils längen- und winkelverstellbar, so dass sie Verstellungen der Stauchwalzen 9, 10 in horizontaler Richtung mitvollziehen können, während sie antriebsseitig jeweils über (nicht dargestellte) Getriebe mit Antriebsmotoren 31 , 32 verbunden bleiben. Eine Medienkette 33 stellt die Versorgung der Getriebesätze 27, 28 sowie anderer Bestandteile des Stauchwalzwerks mit elektrischer Energie sowie mit fluiden Medien sicher.
Alternativ zum Einsatz zweier Antriebsmotoren 31 , 32 ist gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung (Fig. 2) lediglich ein einziger Antriebsmotor 34 vorgesehen, der über ein Übersetzungsgetriebe 35 unmittelbar die Gelenkwelle 30 antreibt, während die Gelenkwelle 29 über eine ein- oder mehrteilig ausges- taltete Synchronwelle 36 und ein Getriebe 37 von dem Antriebsmotor 34 angetrieben wird. Alternativ zu dieser Ausgestaltung lässt sich vorsehen, dass die beiden Gelenkwellen 29, 30 ein gemeinsames Getriebe 35 haben und dass die Gelenkwelle 29 lediglich über das Getriebe 37, beispielsweise ein Kammwalzgetriebe, mit der Synchronwelle 36 verbunden ist. Die Gelenkwelle 30 ist über ein beispielsweise ebenfalls als Kammwalzgetriebe ausgebildetes Getriebe 35 mit der Synchronwelle 36 sowie dem Antriebsmotor 34 verbunden. Die Synchronwelle 36 wird aus Gründen der Stabilität vorzugsweise in wenigstens einem Führungselement 38 drehbar gelagert. Durch die Ausgestaltung der Erfindung ist es gemäß beiden dargestellten Ausführungsformen möglich, die Bauhöhe des Bereichs unterhalb einer Hüttenebene 39 gegenüber dem Stand der Technik erheblich zu reduzieren, da der Kellerraum unterhalb der Hüttenebene 39 in der Höhe lediglich Raum für die Antriebsmotoren 31 , 32 oder den einzelnen Antriebsmotor 34 und die schräg gela- gerten Gelenkwellen 29, 30 benötigt. Bezugszeichenliste
1 Rahmen
2 Querhaupt
10 3 Querhaupt
4 Holm
5 Holm
6 Holm
7 Lagergehäuse
15 8 Lagergehäuse
9 Stauchwalze
10 Stauch walze
1 1 Balanciertraverse
12 Balanciertraverse
20 13 Lagergehäuse
14 Lagergehäuse
15 Fahrbahn
16 Schwinge
17 AnStelleinrichtung
25 18 AnStelleinrichtung
19 AnStelleinrichtung
20 AnStelleinrichtung
21 Balancierzylinder
22 Balancierzylinder
30 23 Kolbenstange
24 Kolbenstange
25 Walzenzapfen
26 Walzenzapfen
27 Getriebesatz
35 28 Getriebesatz 29 Gelenkwelle
30 Gelenkwelle
31 Antriebsmotor
32 Antriebsmotor
33 Medien kette
34 Antriebsmotor
35 Übersetzungsgetriebe
36 Synchronwelle
37 Übersetzungsgetriebe
38 Führungselement
39 Hüttenebene