Horstmann, Josef (Dieselstrasse 6 Lügde, 32676, DE)
Gerth, Volker (Heideweg 18 Schieder-Schwalenberg, D-32816, DE)
Horstmann, Josef (Dieselstrasse 6 Lügde, 32676, DE)
| 1. | Walzapparat zum Walzen von metallischen Stäben oder Draht mit einem Gehäuse enthaltend : mehrere sternförmig in einem Gehäuse angeordnete Wal zen, eine Antriebseinheit zum Antreiben mindestens einer Walze und eine Koppeleinheit zur Übertragung des von der An triebseinheit abgegebenen Drehmoments an die Walze, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Walze (3) gesondert eine Antriebseinheit (10) zugeordnet ist. |
| 2. | Walzapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Gehäuse (2) plattenförmig ausgebildet und dass die Antriebseinheit (10) parallel versetzt zu Außenflächen des Gehäuses (2) positioniert ist. |
| 3. | Walzapparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass die Antriebseinheit (10) versetzt zu einer Längsseite (5) des Gehäuses (2) angeordnet ist. |
| 4. | Walzapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinheit (8) ein in dem plattenförmigen Gehäuse (2) angeordnetes Koppelgestänge aufweist, das in einem Randbereich des Gehauses (2) über mindestens ein Zahnrad (11,12) mit einer Antriebswelle (9) der Antriebseinheit (10) wirkverbunden ist. |
| 5. | Walzapparat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse des Zahnrades (11, 12) senkrecht zu einer Schmalseite (6) des Gehäuses (2) orientiert ist. |
| 6. | Walzapparat zum Walzen von metallischen Stäben oder Draht mit einem Gehäuse enthalten : vier sternförmig angeordnete Walzen, wobei parallele Drehachsen gegenüberliegender Walzen in Richtung der Drehachse versetzt angeordnet sind, eine Antriebseinheit zum Antreiben mindestens einer Walze, eine Koppeleinheit zur Übertragung des von der An triebseinheit abgegebenen Drehmoments an die Walze, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (10) eine Stelleinheit (16) umfasst, mittels derer jede Walze (3) sowohl in radialer als auch in axialer Richtung zu der jeweiligen Drehachse (4) derselben verschiebbar ist. |
| 7. | Walzapparat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass den Walzen (3) jeweils eine Stelleinheit (16) zuge ordnet ist. |
| 8. | Walzapparat nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich net, dass die Stelleinheiten (16) jeweils einen Servomo tor aufweisen und dass die Koppeleinheit (8) eine Umlen keinrichtung aufweist zur wahlweisen Beaufschlagung der Walze (3) in radialer oder axiale Richtung. |
| 9. | Ansteuervorrichtung für einen Walzapparat zum Walzen von metallischen Stäben oder Draht, wobei mindestens eine über eine Koppeleinheit mit einer Antriebseinheit wirk verbundenen Walze antreibbar ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Steuereinheit (19) vorgesehen ist, die mittels einer Stelleinheit (16) auf mindestens eine Walze (3) derart einwirkt, dass die Wal ze (3) in Abhängigkeit von Vorgabedaten (23) in eine vorgegebene Position positionierbar ist. |
| 10. | Ansteuervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, dass die Steuereinheit (19) einen Mikroprozes sor und einen Speicher aufweist, wobei in dem Speicher ein Programm zur Verarbeitung der Vorgabedaten (23) vor gesehen ist. ll. |
| 11. | Ansteuervorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch ge kennzeichnet, dass die Stelleinheit (16) entlang eines zusätzliche Rückführungszweiges (25) über eine Messein richtung (22) mit der Steuereinheit (19) verbunden ist, so dass der Steuereinheit (19) stets die aktuellen Posi tionsdaten der Stelleinheit (16) zuführbar sind, dass die Steuereinheit (19) mit einer Eingabeeinheit (20) verbunden ist zur Eingabe der Vorgabedaten (23) und dass nach Vergleich der Vorgabedaten (23) mit den aktuellen Positionsdaten die Steuereinheit (19) ein solches Steu ersignal (24) erzeugt zur Ansteuerung der Stelleinheit (16), bis die Walze (3) die vorgegebene Betriebsposition eingenommen hat. |
| 12. | Verfahren zum Justieren eins Walzapparates nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einrichten des Walzapparates ein in dem Speicher der Steuereinheit (19) gespeichertes Justierprogramm ab läuft, wobei einer mit der Steuereinheit (19) gekoppel ten Anzeigeeinheit (21) die aktuellen Positionsdaten ei ner Referenzwalze zugeführt werden zur Anzeige der aktu ellen Positionsdaten und dass dann in der Steuereinheit (19) in Abhängigkeit von den in die Eingabeeinheit (20) eingegebenen Daten das Steuersignal (24) erzeugt wird zur Beaufschlagung der Stelleinheit (16). |
| 13. | Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in die Eingabeeinheit (20) Korrekturdaten eingegeben werden, die einen Differenzbetrag zu den Positionsdaten der Referenzwalze bilden. |
| 14. | Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in die Eingabeeinheit (20) Vorgabedaten (23) eingegeben werden und dass in Abhängigkeit von den eingegebenen Vorgabedaten (23) in der Steuereinheit (19) Korrekturda ten berechnet werden zum Erzeugen eines korrespondieren den Steuersignals (24) für die Ansteuerung der Stellein heit (16). |
Aus der DE 43 08 449 A1 ist ein Walzapparat zum Walzen von metallischen Stäben oder Draht bekannt, der eine Anzahl von sternförmig angeordneten Walzen aufweist. Die Walzapparate sind reihenförmig entlang einer Walzgutlängsachse angeord- net. Die Walzen eines Walzapparates sind über eine Koppe- leinheit mit einer jeweils einem Walzapparat zugeordneten Antriebseinheit wirkverbunden. Dadurch, dass jede Walze ei- nes Walzapparates angetrieben wird, kann ein größerer Um- formungsgrad des Walzgutes erzielt werden, was eine Redu- zierung der Walzapparate einer Walzanlage nachsichzieht.
Auch die Gefahr des Durchrutschen des Walzgutes kann da-
durch vermindert werden. Nachteilig an dem bekannten Walzapparat ist jedoch, dass eine voluminöse und aufwendige Koppeleinheit mit mehreren Getriebestufen zur Übertragung des von der Antriebseinheit abgegebenen Drehmoments an die Walzen erforderlich ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Walzapparat zum Walzen von metallischen Stäben oder Draht derart weiterzubilden, dass der Walzapparat zum einen einen kompakten Aufbau aufweist und zum anderen ein zuverlässiges und effektives Walzen ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist der erfindungsgemäße Walzap- parat in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patenanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass jeder Walze gesondert eine Antriebseinheit zugeordnet ist.
Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Walzapparates besteht darin, dass die Walzapparate gleichförmig und platzsparend ausgebildet sein können. Vorteilhaft können die Walzapparate einer Walzanlage einfach ausgetauscht wer- den, wobei die Drehzahl der Walzen eines Walzapparates durch direkt wirkende Ansteuermaßnahmen der Antriebseinheit verwirklicht werden können.
Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist die Antriebseinheit versetzt zu einer Längsfläche des Gehäuses angeordnet, so dass sich die Antriebseinheit nicht in der Wirkungsebene des Walzapparates bzw. der Walzen befindet.
Zum einen kann hierdurch das Gehäuse stabiler und steifer ausgebildet sein. Zum anderen wird dadurch eine verbesserte
Zugänglichkeit zu den Walzen ermöglicht, was ein schnelle- ren Walzenwechsel bedeutet.
Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Walzappara- tes dienen Zahnräder zur Kopplung einer Antriebswelle der seitlich versetzt zu dem Gehäuse angeordnete Antriebsein- heit zu einer in Längsrichtung innerhalb des Gehäuses zu der Walze verlaufenden Koppelstange. Auf diese Weise ist eine einfache und sichere Kopplung zwischen der seitlich angeordneten Antriebseinheit und einer Walze gegeben.
Es sind solche Walzapparate zum Walzen von metallischen Stäben oder Draht bekannt, die vier sternförmig angeordnete Walzen enthalten, wobei parallele Drehachsen gegenüberlie- gender Walzen in Richtung der Drehachse verdreht angeordnet sind (Türkenkopf). Diese besonders ausgestalteten Walzappa- rate werden vorzugsweise zum Walzen von im Querschnitt rechteckförmigen Stäben oder Draht verwendet. Beim Umrüsten eines Walzapparates auf ein Walzgut mit einem geänderten Querschnitt ist es ausreichend, wenn lediglich die Lage von zwei Walzen verändert wird. Nachteilig an diesem Umrüstvor- gang ist jedoch, dass damit in der Regel eine Inkongruenz zwischen der Walzgutlängsachse und einer Zentralachse des Walzapparates gegeben ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Walzapparat zum Walzen von metallischen Stäben oder Draht derart weiterzubilden, dass das Walzgut stets unabhängig von der Formgebung in einer zentralen Lage durch den Walzapparat führbar ist.
WO 01/28704 PCT/DEOO/03641 Zur Lösung dieser Aufgabe ist der erfindungsgemäße Walzap- parat in Verbindung mit dem Oberbegriffs des Patenanspruchs 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit eine Stelleinheit umfasst, mittels derer jede Walze sowohl in 5 radialer als auch in axialer Richtung zu der jeweiligen Drehachse derselben verschiebbar ist.
Vorteilhaft bewirkt der erfindungsgemäße Walzapparat stets einen symmetrischen Aufbau der Walzen zueinander. In Ver- 10 bindung mit vor und nach dem Walzapparat angeordneten Füh- rungselementen kann somit das Walzgut unabhängig von dem Walzgutquerschnitt zentriert bewegt werden. Ein unerwünsch- tes Einwirken von Biegekräften mittels vor oder nach dem Walzapparat angeordneten Führungselementen wird hierdurch 15 wirksam verhindert. Vorteilhaft kann darüber hinaus die Rüstzeit verringert werden. Weiterhin kann hierdurch der Walzvorgang zuverlässiger gestaltet werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ferner, eine An- 20 steuervorrichtung für einen Walzapparat anzugeben, der eine einfache und sichere Positionierung der Walzen in einer vorgegebenen Betriebsposition gewährleistet, wobei minde- stens eine über eine Koppeleinheit mit einer Antriebsein- heit wirkverbundenen Walze antreibbar ausgebildet ist.
25 Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Ansteu- ervorrichtung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Paten- anspruchs 9 dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Steuereinheit vorgesehen ist, die mittels einer Stellein- 30 heit auf mindestens eine Walze derart einwirkt, dass die Walze in Abhängigkeit von Vorgabedaten in eine vorgegebene Position positionierbar ist.
Vorteilhaft ermöglicht die erfindungsgemäße Ansteuervor- richtung ein sicheres und zuverlässiges Einstellen des Walzapparates auf einen vorgegebenen Querschnitt eines Walzgutes. Vorteilhaft kann unter Einsatz einer Datenverar- beitungseinheit und eines Justierprogramms eine bedienungs- freundliche Kontrolle über die eingestellte Betriebspositi- on der Walzen bereitgestellt werden. Änderungen der Ein- stelldaten können auf einfache Weise in eine Eingabeeinheit des Datenverarbeitungsgerätes eingegeben und in demselben mittels einer Steuereinheit weiterverarbeitet werden zur Beaufschlagung der jeweiligen Walzen. Somit ermöglicht die erfindungsgemäße Ansteuervorrichtung zum einen einen schnelleren und zum anderen einen sichereren Rüstwechsel.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an- hand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen : Figur 1 eine schematische Ansicht eines Walzapparates, Figur 2 eine Seitenansicht des Walzapparates, Figur 3 eine schematische Darstellung einer Anordnung von Walzen entsprechend eines Türkenkopfes und Figur 4 ein Blockschaltbild einer Ansteuervorrichtung für einen Walzapparat.
Figur 1 zeigt einen Walzapparat 1 mit einem plattenförmigen Gehäuse 2, in dessen zentralen Bereich sternförmig angeord-
nete Walzen 3 gelagert sind. Gegenüberliegende Walzen 3 weisen parallele Drehachsen 4 auf, die in Richtung der Drehachsen 4 versetzt zueinander angeordnet sind. Die so gebildete Konfiguration der Walzen 3 wird auch im Fachjar- gon als"Türkenkopf"bezeichnet, siehe Figur 3.
Das Gehäuse 2 ist im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet und weist rechtwinklig zueinander stehende Außenflächen auf. Es weist gegenüberliegender und parallele großflächige Langsseiten 5 und eine Mehrzahl von sich an diesen an- schließenden Schmalseiten 6 auf. Die Walzen 3 sind jeweils in einem zentralen Randbereich von Teilquadranten 7 des Ge- häuses 2 angeordnet. Von den Walzen 3 erstreckt sich je- weils in Richtung des Randes des Gehäuses 2 eine Koppelein- heit 8, die vorzugsweise ein Koppelgestänge umfasst und zum einen mit einer nicht dargestellten Welle der Walze 3 und zum anderen mit einer Antriebswelle 9 eines im Randbereich des Gehäuses 2 angeordneten Antriebseinheit 10 in Eingriff steht.
Jeder Walze 3 ist gesondert eine Koppeleinheit 8 und eine Antriebseinheit 10 zugeordnet. Die Antriebseinheit 10 er- streckt sich mit ihrer Antriebswelle 9 koaxial zu der ihr zugeordneten Walze 3. Wie aus Figur 2 zu ersehen ist, er- möglichen zwei miteinander in Eingriff stehende Zahnräder 11 und 12, wobei das Zahnrad 11 mit dem Koppelgestänge ver- bunden ist und wobei das Zahnrad 12 mit der Antriebswelle 9 der Antriebseinheit 10 verbunden ist, dass die Antriebsein- heit 10 parallel versetzt zu dem Gehäuse 2 bzw. versetzt zu einer Längsmittelachse 13 des Gehäuses 2 angeordnet sein kann. Die Antriebseinheit 10, die vorzugsweise als Elektro- motor ausgebildet ist, ist auf diese Weise beabstandet zu
dem Gehäuse 2 angeordnet, wobei der Zugang zu den Walzen 3 nicht behindert wird. Die Walzen 3 können somit unabhängig voneinander angesteuert bzw. betrieben werden.
Nach einer weiteren Ausführungsform gemäß Figur 3 und 4 ist ein Walzapparat 15 vorgesehen, der im Wesentlichen den gleichen Aufbau aufweist wie der Walzapparat 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Walzen 3 mittels einer nicht dargestellten Koppeleinheit mit einer Stelleinheit 16 der- art wirkverbunden, dass die Walzen 3 jeweils in radialer und/oder axialer Richtung, siehe Pfeil 26 in Figur 3, ver- stellbar sind. Die Stelleinheit 16 weist vorzugsweise nicht dargestellte Servomotoren für jede Bewegungsrichtung auf.
Vorteilhaft kann hierdurch bei einem Rüstwechsel eine sol- che Walzenstellung eingenommen werden, dass eine Walzgut- längsachse 17 stets mit einer Zentralachse 18 des Walzappa- rates 1 zusammenfällt. Die Zentralachse 18 ist vorzugsweise eine Symmetrieachse des Gehäuses 2 bzw. eine Führungsach- se, entlang derer das Walzgut mittels zwischen benachbarten Walzapparaten angeordneten Führungselementen geführt wird.
Eine solche Walzanlage besteht vorzugsweise aus einer Mehr- zahl von Walzapparaten 1 bzw. 15, zwischen denen die Füh- rungsmittel angeordnet sind.
Die Stelleinheit 16 steuert bei Änderung der Breite des Walzgutes gleichzeitig eine rechte Walze 3 in radialer Richtung und eine untere Walze 3 in axialer Richtung an, so dass diese Walzen 3 beispielsweise nach rechts verschoben werden. Entsprechend werden die obere und die linke Walze 3 gleichzeitig in axialer bzw. radialer Richtung nach links verschoben, so dass eine vorgegebene Walzgutlängsachse 17
unverändert bleibt. Die gleiche paarweise Ansteuerung der Walzen 3 erfolgt bei Anpassung an das Walzgut in der Höhe, wobei hier die obere und die rechte Walze 3 bzw. die linke und untere Walze 3 paarweise angesteuert werden.
Alternativ kann auch gleichzeitig eine Verstellung in der Breite und Höhe erfolgen, wobei gleichzeitig alle Walzen 3 angesteuert werden.
Alternativ kann die Stelleinheit 16 jeweils auch einen ein- zigen Servomotor aufweisen, wobei mittels einer Umlenkein- richtung, die in der Koppeleinheit 8 integriert ist, si- chergestellt ist, dass eine Walze 3 wahlweise in radialer oder axialer Richtung bewegbar ist.
Zur Ansteuerung der beschriebenen Walzapparate 1, 15 kann eine Ansteuervorrichtung vorgesehen sein, die im Wesentli- chen eine Steuereinheit 19, eine Eingabeeinheit 20, eine Anzeigeeinheit 21 und eine Messeinrichtung 22 umfasst.
Die Steuereinheit 19 kann als Datenverarbeitungsgerät mit einem Mikroprozessor und einem Speicher ausgebildet sein.
Die Steuereinheit 19 steht mit einem Monitor als Anzeige- einheit 21 und einer Tastatur als Eingabeeinheit 20 in Ver- bindung. Mittels der Eingabeeinheit 20 wird einer Bedien- person ermöglicht, Vorgabedaten 23 zur Positionierung der Walzen 3 einzugeben. Diese Vorgabedaten 23 werden in der Steuereinheit 19 in für die Stelleinheit 16 weiterverar- beitbare Steuersignale 24 umgewandelt zur Betätigung der in der Stelleinheit 16 integrierten Servomotoren. Entlang ei- nes Rückführungszweiges 25 ist die Stelleinheit 16 mit der Steuereinheit 19 über die Messeinrichtung 22 verbunden, die
einen Positionsgeber aufweist und der Steuereinheit 19 fortlaufend aktuelle Positionsdaten der jeweiligen Walzen 3 liefert. In der Steuereinheit 19 werden diese aktuellen Po- sitionsdaten mit den Vorgabedaten 23 verglichen und so lan- ge mit dem Steuersignal 24 auf die Stelleinheit 16 einge- wirkt, bis die Differenz zwischen den Vorgabedaten 23 und den aktuellen Positionsdaten zu Null geworden ist. Auf die- se Weise kann schnell und zuverlässig eine Positionierung der Walzen 3 vorgenommen werden.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Ansteuereinrichtung kann der Speicher der Steuereinheit 19 ein Justierprogramm und die Positionsdaten einer Referenzwalze aufweisen, so dass bei einem Rüstvorgang lediglich Korrekturwerte, die die Abweichung von der fest vorgegebenen Position der Refe- renzwalze repräsentieren, mittels der Eingabeeinheit einge- geben zu werden brauchen. Die Positionsdaten der Referen- zwalze können daher als Referenz dienen, wobei die Bedien- person lediglich entsprechende Kennungen eingeben kann, die für ein jeweiliges Walzprogramm stehen. Das mühevolle und zu Fehlern neigende Eingeben von Zahlen kann dadurch ver- mieden werden. Zumindest kann durch Eingabe von Zahlen als Korrekturdaten eine Vereinfachung der Eingabe erfolgen.